Dual-LUC助力揭示杨树ABA合成与抗旱性的新机制

文献题目：miR169y-PtrNFYA6-PtrNCED3a/3b/6 module cascade regulates ABA synthesis and poplar drought tolerance

发表期刊：Plant Physiology

影响因子：8.2

发表时间：2026年5月26日

发表单位：东北林业大学

蓝景科信提供：Dual-LUC技术服务

主要研究内容：

干旱是限制木本植物生长、分布及林业生产力的主要非生物胁迫因素之一。近年研究表明，微RNA（miRNA）作为关键的转录后调节因子，在植物响应胁迫中发挥着重要作用。miR169家族是植物中miRNA家族之一，其多数成员特异靶向核因子YA亚基（NFYA）转录因子，参与调控植物生长发育与抗逆性。已有研究表明NFYA家族可能通过调控NCED基因表达影响ABA合成，但木本植物中，NFYA下游完整调控网络尚不明确。

本研究通过RT-qPCR及转基因过表达、沉默株系表型鉴定，明确miR169y为杨树抗旱负调控因子。结合降解组测序和表达谱分析，锁定PtrNFYA6为miR169y核心靶基因。转基因功能验证表明，PtrNFYA6过表达株系抗旱性显著增强，表现为气孔开度减小、气孔导度降低及内源ABA含量显著升高；利用ABA合成抑制剂钨酸钠和外源ABA进行回补实验，进一步证实PtrNFYA6通过促进内源ABA合成来调控气孔运动，从而提升抗旱性。

为明确下游调控机制，研究团队通过RNA-seq分析发现，OEN6株系中323个基因上调、176个基因下调，差异基因显著富集于非生物胁迫响应通路，其中ABA合成关键限速基因PtrNCED3a/3b/6显著上调。随后，酵母单杂交、EMSA、双荧光素酶报告及ChIP-PCR等体内外实验证实，PtrNFYA6可直接结合三类NCED基因启动子的CCAAT-box与ABRE元件，并激活其转录；单独过表达PtrNCED3b可显著提升杨树ABA含量与耐旱能力。以上结果完整验证了miR169y-PtrNFYA6-PtrNCED3a/3b/6级联通路在调控ABA合成与杨树抗旱性中的关键作用。

综上，本研究构建了完整的miR169y‑PtrNFYA6‑PtrNCED3a/3b/6信号级联模型。该模型不仅在理论层面深化了对木本植物抗旱分子调控网络的认识，也为实践中通过调控“生长‑抗性"权衡（Trade‑off）实现杨树抗旱智能育种提供了新策略。

图1. PtrNFYA6对PtrNCED3a、PtrNCED3b、PtrNCED6的转录激活作用。(a)(b)(c)分别检测PtrNCED3a、PtrNCED3b、PtrNCED6在PtrNFYA6过表达株系（OEN6）、野生型（WT）、RNAi抑制株系（RiN6）中的基因表达水平。(d)酵母单杂交实验验证PtrNFYA6与PtrNCED3a、PtrNCED3b、PtrNCED6启动子的结合能力。(e)双荧光素酶报告实验证明PtrNFYA6能够激活PtrNCED3a、PtrNCED3b、PtrNCED6的转录。(f)ChIP-PCR（染色质免疫共沉淀PCR）体内验证PtrNFYA6可特异性结合PtrNCED3a、PtrNCED3b、PtrNCED6启动子的特征片段。