近日，中国热科院品资所研究团队在柱花草锰元素毒害响应研究中取得新进展。酸性土壤锰元素（Mn）毒害是抑制植物生长的障碍因素，柱花草（Stylosanthes spp.）是重要的热带豆科牧草，对锰毒害具有显著耐受性。然而，柱花草耐锰机制尚未明晰。该研究发现，过量锰处理导致柱花草地上部生长受抑制而根系生长未受影响，并伴随SOD和CAT酶活性升高，AsA和GSH含量增加，这些变化可能参与锰胁迫下的氧化应激清除。

该研究对编码泛素结合酶SgUBC2基因进行功能鉴定分析，发现该基因在锰胁迫下的柱花草根系中显著诱导表达。亚细胞定位分析显示SgUBC2定位于细胞质和细胞核。在过量锰条件下，与对照株系相比，SgUBC2过表达显著提高了转基因柱花草复合植株地上部和根系干重，这可能归因于减少根系锰积累和增强SOD酶活性。RNA测序分析表明SgUBC2过表达改变了多种锰响应基因的表达模式，这些基因涉及抗氧化防御反应、离子转运和有机酸代谢等方面。综上，该研究揭示了SgUBC2在柱花草耐受锰胁迫中的生物学功能，其通过增强抗氧化防御系统并调控锰响应基因表达，从而在柱花草耐锰中发挥作用。该研究可为创制耐逆热带豆科作物新种质提供理论基础和分子设计靶点。

该成果以“Ubiquitin-conjugating enzyme gene SgUBC2 confers manganese tolerance in Stylosanthes guianensis through antioxidant defense augmentation and manganese-responsive gene regulation”为题发表于《Plant Physiology and Biochemistry》。中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所莫小惠和陈志坚博士为论文通讯作者，黄睿助理研究员和王文强副研究员为论文共同第一作者，硕士生刘怀锦、周鸿明、王林杰和董荣书研究员参与了该研究工作。该研究得到了国家自然科学基金（32271756, 32471766, 31861143013）、国家重点研发计划项目（2024YFD1301203）和国家牧草产业技术体系（CARS-34）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2025.109687