近日，学院作物抗逆育种与减灾国家地方联合工程实验室李长生教授、向小利副教授课题组在Journal of Hazardous Materials（中科院一区，IF 11.3）在线发表题为“Uncovering the transcriptional regulatory network underlying selenium tolerance in maize seedlings”的研究文章。
硒元素在植物生理过程中呈现剂量依赖性双面效应：作为必需微量元素参与代谢调控，同时在高浓度下表现出毒性抑制。为解析玉米硒耐受的分子机制，本研究创新性整合多组学技术（RNA-seq、ATAC-seq、GWAS），构建了玉米幼苗硒响应调控网络。实验结果表明，0.05 mM亚硒酸钠处理显著促进生物量积累，而≥0.1 mM处理则引发典型毒性表型。跨组学分析揭示了硒胁迫诱导谷胱甘肽代谢、硒同化途径及JA信号转导相关基因的剂量依赖性共表达。染色质三维构象动态重塑通过调控核心基因启动子可及性介导转录重编程；ZmGSTs家族成员呈现亚功能化表达特征，其调控网络受特定转录因子模块化控制。通过构建基因共表达网络与GWAS数据融合模型，成功鉴定硒代谢关键节点基因ZmGSR2，并发现ZmWRKY48、ZmbZIP123和ZmKNOX6三类转录因子分别调控不同ZmGSTs亚家族成员。
该研究系统阐明了硒应答过程中表观遗传调控与遗传变异的协同作用机制，为作物硒适应性改良提供了新策略和关键候选靶点。
该论文第一作者为安徽农业大学生命科学学院已毕业博士研究生王瑞、硕士研究生张华蕾和在读硕士研究生刘子涵，李长生教授为通讯作者，向小利副教授为共同通讯作者。该工作得到了安徽省优秀青年基金和安徽农业大学人才引进等项目的资助。