Grass Res | 四川农业大学张新全团队建立多年生黑麦草热激转录因子家族响应多重逆境胁迫表达图谱

       多年生黑麦草（Lolium perenne L.）是温带地区广泛种植的优质冷季型草坪草和牧草，具有重要的生态和经济价值。然而，全球气候变化导致的极端温度、干旱、土壤盐渍化及重金属污染等非生物胁迫日益频繁，严重威胁其生长、产量及持久性。植物热激转录因子（HSF）家族作为植物胁迫响应的关键调节因子，在耐热性方面已有广泛研究，但其在多年生黑麦草中应对除热胁迫以外的其他非生物胁迫（如盐、碱、重金属等）的功能图谱及其时空表达模式仍不清晰。深入解析HSF家族在黑麦草中的成员特征与表达模式，对于揭示其广谱抗逆分子机制、挖掘关键调控基因具有重要理论价值，也为分子育种提供了潜在靶点。

       2026年1月，Grass Research 在线发表了四川农业大学草业科技学院张新全教授团队题为Beyond Heat Stress: The Heat Shock Factor Family Orchestrates Multifaceted Abiotic Stress Responses in Perennial Ryegrass的研究论文。

       本研究基于多年生黑麦草基因组，鉴定了26个LpHSF 基因，并将其划分为A、B、C三个亚族，系统分析了这些基因响应热胁迫、组织部位以及非生物胁迫中的表达模式。

       本文研究发现LpHSFs 的功能远不止于耐热。特定的LpHSF 成员，特别是LpHSFA2 亚族、LpHSFA3、LpHSFC1.3 和LpHSFC1.4，在盐、碱和重金属（镉）胁迫下均表现出显著的上调表达，表明它们是广谱的胁迫调节因子。其次建立了相对全面的时空表达图谱，发现A类基因主要在叶片中表达，暗示其参与叶片发育和衰老过程；而B类和C类基因则在根和分蘖节中优势表达，可能在根系发育及逆境调控中发挥特异功能。此外，启动子及表达谱分析显示，大多数LpHSF 含有丰富的激素响应元件，并能被ABA（脱落酸）和MeJA（茉莉酸甲酯）显著诱导，特别是ABRE元件的拷贝数与热诱导表达水平呈正相关，揭示了LpHSF整合激素信号介导逆境响应的分子基础。

图1 多年生黑麦草LpHSF基因家族在不同非生物胁迫、激素诱导及不同组织中的表达谱模式图

       本文的第一作者为四川农业大学草业科技学院的余国辉副教授，通讯作者为张新全教授和余国辉副教授。该研究得到了国家自然科学基金区域创新发展联合基金（U23A20218）、国家重点研发计划（2023YFF1001400）以及四川省自然科学基金项目（2023NSFSC0118）的资助。
       原文链接：https://doi.org/10.48130/grares-0025-0037