兰科植物兼具观赏价值和药用价值,因其丰富的生物活性物质(如多糖、生物碱等)而备受瞩目,广泛应用于食品、医药及环境?;ち煊颉8珊敌财仁窍拗评伎浦参锷さ墓丶蛩?,目前缺乏对兰科植物中干旱胁迫相关基因的研究。慢速型阴离子通道蛋白(SLACs)在植物响应干旱胁迫的气孔运动中起着至关重要的作用,但其在兰科植物中尚未被鉴定和表征,调控机制尚不清楚。
针对上述问题,林业所花卉育种与栽培团队对7种兰科植物SLAC基因家族进行了鉴定和分析,共鉴定出40个编码SLAC蛋白的基因,并分析了它们的基本蛋白信息、结构特征、染色体定位、启动子元件、共线分析和系统发育关系,为兰科植物基因组信息进行了补充和注释。研究以我国传统珍贵药用兰科植物铁皮石斛(Dendrobium catenatum)为研究材料,通过系统进化和表达模式分析,得到铁皮石斛气孔运动关键候选基因DcaSLAC1。在野生型拟南芥和slac1拟南芥突变体中过表达DcaSLAC1,结果显示DcaSLAC1通过降低气孔导度,进而提高转基因拟南芥的抗旱性。进一步通过病毒诱导基因沉默(VIGS)实验,发现DcaSLAC1是铁皮石斛白天气孔关闭的关键基因。该研究结果为解析兰科植物SLACs的功能提供了重要信息,为培育抗逆性铁皮石斛积累了宝贵的遗传资源。
相关研究以“Identification and analysis of slow anion channel proteins (SLACs) gene families involved in drought stress in Orchidaceae”为题在《Industrial Crops & Products》(IF=5.7中科院一区)期刊上发表研究成果。林业所博士研究生彭福程为论文第一作者,王雁研究员为论文的通讯作者。该工作得到了中国林业科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(CAFYBB2019ZB001)的资助。(王雁)
中国林科院 2025-06-17