2019年1月7日, PLOS Genetics在线发表了实验室喻德跃与阚贵珍为通讯作者的题为 “A cation diffusion facilitator,GmCDF1,negatively regulates salt tolerance in soybean”的研究论文。

盐胁迫是影响植物代谢、 生长和发育的主要非生物因子之一 , 大豆[Glycine max(L.) Merr.]萌发对盐胁迫敏感。为了确保盐渍土中大豆的生存和生产力, 大豆萌发阶段耐盐的遗传机制需得到更多的探究。该研究利用184个重组自交系(RIL)群体来定位与耐盐相关的QTL。与大豆萌发阶段耐盐相关的一个主要 QTL(qST-8)与 sat_162标记密切相关,并在8号染色体上检测到。有趣的是,全基因组关联分析(GWAS)鉴定出几个单核音酸多态性(SNP),在8号染色体上的同一遗传区域这些SNP与耐盐性显著相关。利用重测序、生物信息学和基因表达分析来鉴定候选基因Glyma.08g102000,其属于阳高子扩散促进子(CDF) 家族,命名为GmCDF1。过表达和 RNA干扰GmCDF1分别使得大豆毛状根对盐胁迫的敏感性和耐盐性增加。该研究首次证实GmCDF1通过维持大豆中的 K⁺-Na⁺稳态来负调控耐盐性。 此外, GmCDF1在转基因毛状根中影响两个高子稳态相关基因的表达, 盐过度敏感1 (GmSOS1)和 Na⁺/H⁺交换蛋白1 (GmNHX1)。通过単倍型分析, 在31种大豆基因型中检测到10种単倍型GmCDF1。候选基因关联分析显示, GmCDF1的两个 SNP与耐盐性显著相关, 并且Hap1对盐胁迫的敏感性高于Hap2。31个大豆品种中GmCDF1的表达水平与耐盐性呈负相关(r=-0.56, P<0.01)。

总而言之,该研究结果不仅掲示了GmCDF1负调控大豆耐盐性, 而且有助于阐明耐盐性的分子机制以及促进耐盐大豆的分子育种。