《Plant Physiology and Biochemistry》：HbTRXh1 regulates tapping panel dryness occurrence and abiotic stress tolerance by interacting with stress-responsive proteins in rubber tree
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本研究揭示了野生大豆转录因子Gshdz4在碱（NaHCO3）和镉（CdCl2）胁迫下的核心调控作用。通过构建Gshdz4-GsNAC019-GsEXPA8三级调控模块，并结合多组学分析，发现Gshdz4通过直接激活下游应激基因（如热休克蛋白、激素通路组分等），协同提升大豆抗逆性。该研究为作物抗逆育种提供了新靶点和理论依据。
随着全球土壤盐碱化与重金属污染问题日益严重，作物安全生产面临严峻挑战。大豆作为重要经济作物，对碱性土壤敏感，而野生大豆（Glycine soja）因其丰富的抗逆基因资源成为改良栽培大豆的重要供体。其中，转录因子Gshdz4（HD-Zip I家族成员）和GsNAC019（NAC家族）已被证实能显著增强植物碱性耐受性，但二者如何协同调控下游基因网络仍不明确。
为解析Gshdz4介导的应激信号通路，研究人员通过转基因技术在大豆中过表达Gshdz4，发现其能通过激活扩张蛋白GsEXPA8促进根系发育，从而缓解碱胁迫导致的膜脂过氧化和氧化损伤。进一步利用RNA-seq和CUT&Tag-seq技术整合分析，揭示了Gshdz4在基因组范围内的结合位点及其靶基因。结果显示，Gshdz4可直接结合GsNAC019启动子区的CAATAA/CAATTA motif，进而激活GsEXPA8表达，形成“细胞核-细胞核-细胞膜”三级调控模块。此外，在镉胁迫下，Gshdz4通过调控GmDEAH5、GmHSP22.3等基因，激活自噬和热休克蛋白通路，增强重金属耐受性。
关键技术方法
研究采用转基因大豆体系，通过RNA-seq分析碱/镉胁迫下的转录组动态，结合CUT&Tag-seq绘制Gshdz4全基因组结合谱，并利用双荧光素酶报告基因实验验证转录因子与靶基因启动子的互作。样本来源于大豆栽培种Williams 82和野生型材料。
3.1. Gshdz4增强大豆对NaHCO3胁迫的耐受性
过表达Gshdz4的转基因植株在200 mM NaHCO3处理下保持较高叶绿素含量和根系活力，丙二醛（MDA）含量显著低于野生型，而过氧化物酶（POD）活性升高，表明Gshdz4通过维持膜完整性和增强抗氧化能力缓解碱胁迫。
3.2. Gshdz4-GsNAC019-GsEXPA8级联调控模块的建立
双荧光素酶实验证实Gshdz4直接结合GsNAC019启动子（-493至-462 bp区域），而GsNAC019又可激活细胞膜定位的扩张蛋白GsEXPA8的表达。该模块通过协调根系发育增强碱性耐受性，类似调控模式在玉米ZmNAC11-ZmEXPB15通路中亦有报道。
3.3. CUT&Tag-seq揭示Gshdz4全基因组结合特征
CUT&Tag-seq在转基因大豆根中鉴定到8097个Gshdz4结合峰，65.06%位于基因间区，主要富集于启动子区CAAT核心 motif。GO/KEGG分析显示靶基因参与MAPK信号通路、激素转导等过程，表明Gshdz4作为上游枢纽整合多应激信号。
3.4. 转录组分析揭示Gshdz4调控的碱应激靶点
RNA-seq发现Gshdz4调控609个共响应基因，包括ABA合成关键酶NCED3、铁载体合成酶NAS2等。热图显示胁迫下HSP22.3、DEAH5等基因显著上调，提示Gshdz4通过激活蛋白稳态通路增强耐受性。
3.5. 多组学整合锁定Gshdz4直接靶标
交叉分析RNA-seq与CUT&Tag-seq数据，筛选出343个高置信直接靶基因，如自噬相关激酶ATG1c、受体激酶ACR4等。酵母单杂交验证Gshdz4结合GmATG1c、GmACR4等启动子 motif，且这些基因在胁迫下表达显著变化。
3.6. Gshdz4在镉胁迫下的多靶点调控
?胁迫下，Gshdz4调控GmNAC019、GmEXPA8等基因表达，同时激活乙烯响应因子ERF114和热休克蛋白HSP22.3。与碱胁迫相比，镉特异激活GmGMFL01等基因，体现应激特异性调控网络。
3.7. Gshdz4参与的多通路协同机制
Gshdz4通过调控JA/乙烯通路中的GL3、ABA通路的PYL4、BR通路的BKI1等基因，平衡发育与应激响应。其在MAPK通路中激活细胞壁修饰蛋白LRX6和PGIP1，增强物理屏障功能。
结论与意义
本研究系统阐释了Gshdz4作为主效转录因子，通过三级调控模块与多靶点网络协同应对碱/镉复合胁迫的机制。其整合激素信号、抗氧化防御和根系重构等多维应答策略，为作物抗逆育种提供了新靶点。相关成果发表于《Plant Physiology and Biochemistry》，为逆境生物学提供了理论框架和方法范式。
