2020年9月22日，Plant?Physiology在線發(fā)表了山東農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生物學(xué)國家重點實驗室陳學(xué)森課題組題為“HEAT?SHOCK?FACTOR?A8a?Modulates?Flavonoid?Synthesis?and?Drought?Tolerance”的研究論文。該論文揭示了熱激轉(zhuǎn)錄因子MdHSFA8a通過介導(dǎo)蘋果中類黃酮的合成從而影響其干旱脅迫響應(yīng)的分子機制。

干旱是影響全球農(nóng)作物和水果作物生長發(fā)育的重要環(huán)境因子。熱休克因子（HSF）在脅迫響應(yīng)中的作用雖已有大量研究報道，但它們在類黃酮合成以及植物干旱脅迫響應(yīng)中的作用仍知之甚少。課題組歷時5年，對蘋果中的所有HSF家族轉(zhuǎn)錄因子進行了鑒定分析，發(fā)現(xiàn)了一個干旱敏感型熱休克因子MdHSFA8a。在蘋果中過量表達MdHSFA8a不僅能夠顯著促進植株中類黃酮積累，并且能夠提高植株的耐旱性。此外，通過酵母雙雜交篩庫，我們發(fā)現(xiàn)分子伴侶熱休克蛋白MdHSP90能夠與MdHSFA8a互作，從而抑制其結(jié)合活性和轉(zhuǎn)錄激活活性。而受到干旱脅迫時，MdHSP90-MdHSFA8a復(fù)合體解離，釋放的MdHSFA8a與AP2/ERF家族轉(zhuǎn)錄因子MdRAP2.12相互作用，進而激活了下游類黃酮途徑中相關(guān)結(jié)構(gòu)基因的活性。此外，研究還發(fā)現(xiàn)MdHSFA8a對蘋果葉片的氣孔密度沒有影響，但能夠參與脫落酸（ABA）誘導(dǎo)的氣孔關(guān)閉。該工作揭示了HSF家族轉(zhuǎn)錄因子在類黃酮合成中的功能，并對其參與干旱脅迫響應(yīng)提供了深入的見解。

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)王楠副教授為本文第一作者，陳學(xué)森教授為本文通訊作者。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王琛副教授、林學(xué)院房鴻成博士對該研究給予了極大的指導(dǎo)和支持，課題組劉文軍博士、王意程博士等參與了主要工作。該研究得到了國家自然科學(xué)基金重點項目、山東省農(nóng)業(yè)良種工程等項目的資助。