徐小冬课题组在生物钟通过调控ABA昼夜节律的相位参与大豆叶片的失水胁迫响应方面取得新进展

生物钟驱动诸多生理过程的近日节律，参与着植物的生长发育、新陈代谢和环境适应性。水分胁迫是导致作物减产的重要因素，大豆营养生长阶段轻度缺水即可抑制植株生长进而影响产量；开花期和鼓粒期的水分胁迫更会导致严重减产。ABA是调控植物水分胁迫的关键激素信号，ABA的合成和降解均受生物钟调控，但先前的研究未能揭示生物钟如何门控ABA信号（Circadian gating of ABA signaling）调控植物对失水胁迫的响应。

研究发现在大豆生物钟核心组分GmLCL（LHY/CCA1-like）通过调控ABA代谢和相应信号转导基因的节律性表达相位 (Circadian Phase) ，参与叶片的失水响应。研究人员发现清晨表达的生物钟核心转录因子GmLCLa1,a2,b1,b2的四重缺失突变体（gmlclq）叶片在离体后的失水率显著降低，在叶片失水过程中，突变体材料水分胁迫响应基因表达上调，水分胁迫引起GmLCL昼夜节律性表达的相位（Acrophase）滞后，利用大豆毛状根检测其在自由振荡（Free-running）条件下的近日节律，发现外源施加ABA显著缩短近日节律的周期长度（FRP）。植物的叶片温度受生物钟调控而呈现出近日节律性。该研究发现，在正午时分，大豆突变体材料gmlclq的叶温明显高于野生型。为进一步解析GmLCLs调控大豆响应水分胁迫中的作用机理，研究人员分析了ABA代谢和相关信号通路中关键基因的节律性表达，发现生物钟调控了多个ABA降解途径关键酶基因在gmlclq材料的峰值相位均前移，而且在gmlclq突变体中，GmPYL17, GmCYP707A, GmABI2, 和GmSnRK2s 基因的表达量在叶片脱水时表达量显著增加。

2020年11月13日。该研究成果以GmLCLs negatively regulate ABA perception and signaling genes in soybean leaf dehydration response为题发表Plant Cell Environ杂志上（论文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33125160/）。

大豆生物钟基因GmLCLs调控ABA代谢和信号响应基因的昼夜节律性表达