异源三聚体G蛋白β亚基协调黄酮代谢并调控花生的耐旱性

花生（Arachis hypogaea）是一种重要的油料作物，其产量在全球范围内受到干旱的严重影响。在不损害农艺性状的前提下提高花生的耐旱性，是研究人员面临的一项重大挑战。本研究通过元转录组分析鉴定出串联重复的G蛋白β亚基基因（AhGβ1和AhGβ3），认为其是在水分亏缺条件下发挥作用的早期信号基因。异源三聚体G蛋白β亚基是重要的信号传导元件，能够调控植物的多种响应。在拟南芥Gβ突变体（agb1-2）中的异源互补研究证明了AhGβ功能在进化上的保守性；而在花生中进行的转基因过表达和RNAi敲低实验则证实，AhGβ1是植物生长、产量和耐旱性的正调控因子。转录组学、转录因子调控网络及代谢组学的综合分析表明，AhGβ1能够协调干旱响应性转录和代谢重编程，其特征表现为细胞壁相关过程受到抑制，而苯丙烷、黄酮和异黄酮生物合成被激活。这种重编程促进了包括槲皮素和芦丁在内的抗氧化黄酮类物质积累，减少了活性氧（ROS）的积累，并提高了植物的耐旱性。此外，外源施用这些黄酮类物质能够增强植株的干旱恢复能力，凸显了其作为保护性下游代谢物的作用。总体而言，本研究确立了AhGβ1作为一种保守调控因子的作用：它将早期G蛋白信号传导与转录和代谢重编程相连接，从而在干旱胁迫期间维持氧化还原稳态；同时，本研究还确定了可用于提高花生抗旱性的潜在分子和代谢靶标。

花生（Arachis hypogaea）是一种重要的油料作物，其产量在全球范围内受到干旱的严重影响。在不损害农艺性状的前提下提高花生的耐旱性，是研究人员面临的重大挑战。本研究通过元转录组分析鉴定出串联重复的G蛋白β亚基基因（AhGβ1和AhGβ3），其在水分亏缺条件下作为早期信号基因发挥作用。异源三聚体G蛋白β亚基是植物中能够调控多种响应的重要信号元件。在拟南芥Gβ突变体（agb1-2）中的异源互补研究表明，AhGβ的功能具有进化保守性；与此同时，在花生中进行的转基因过表达和RNAi敲低实验表明，AhGβ1是植物生长、产量和耐旱性的正调控因子。整合转录组学、转录因子调控网络和代谢组学分析表明，AhGβ1协调调控干旱响应性的转录与代谢重编程，其特征表现为抑制细胞壁相关过程，并激活苯丙烷、黄酮和异黄酮的生物合成。这种重编程促进了包括槲皮素和芦丁在内的抗氧化黄酮类物质的积累，降低了活性氧（ROS）的积累，并增强了植物的耐旱性。此外，外源施用这些黄酮类物质能够促进干旱后的恢复，突出了其作为下游保护性代谢物的作用。综上，本研究证实AhGβ1是一种保守的调控因子，能够将早期G蛋白信号传导与转录和代谢重编程相连接，从而在干旱胁迫期间维持氧化还原稳态；同时，本研究还鉴定出了一批可用于提高花生抗旱性的潜在分子和代谢靶标。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.18.752550v1?rss=1

🏷️ 花生耐旱性 异源三聚体G蛋白 黄酮代谢 植物信号转导 氧化还原稳态