BMC Biol. | Ribo-seq应用：陈明明团队揭示eIF2B介导海稻HD961耐盐性的翻译调控机制

水稻作为全球过半人口的主食，其稳定生产对于保障粮食安全和经济稳定具有至关重要的作用。然而全球约有20%的灌溉农田受到土壤盐渍化的威胁，这一数字还因海平面上升和气候变化等因素不断攀升。

土壤高盐环境会引发水稻渗透应激和离子毒性并严重影响其关键生长阶段，最终导致产量大幅下降。尽管传统育种方法在开发耐盐品种方面有所帮助，但通常耗时较长且受限于耐盐性状复杂的遗传基础。

近年来的研究表明植物对环境胁迫的适应在很大程度上依赖于翻译水平的调控，这是一种有别于转录层面变化的快速响应机制。因此深入探究耐盐品种在基因组和翻译组层面的分子调节网络，对于加速培育高抗逆性农作物具有极其迫切的需求。

近日，广东海洋大学陈明明团队在BMC Biology发表了题为“Genomic and translational insights into eIF2B-mediated salt tolerance in sea rice HD961” 的研究论文。该研究发现，海稻HD961的耐盐性不仅依赖于基因转录水平的调控，更关键的是通过翻译水平的重编程，选择性地提高关键胁迫响应蛋白的合成效率。

文章索引

【标题】Genomic and translational insights into eIF2B-mediated salt tolerance in sea rice HD961

【发表期刊】BMC Biology

【发表日期】2025年11月3日

【作者及团队】广东海洋大学陈明明团队

【IF】4.5

研究结果

一、完成海稻HD961高质量基因组组装与注释

研究利用纳米孔长读长测序、Illumina短读长测序和Hi-C技术，成功组装了海稻HD961染色体水平的高质量基因组，大小为426.53Mb。

通过基因预测共鉴定出39,565个蛋白质编码基因，并对其进行了全面的功能注释，为后续转录组和翻译组学分析提供了坚实的基因组基础。

二、高质量翻译组数据揭示盐胁迫下的核糖体动态分布

研究利用QEZ-seq方法进行了Ribo-seq核糖体印迹分析，结果显示多聚核糖体保护的RNA片段（RPFs）长度主要集中在27-30nt的预期范围内。

数据分析显示出清晰的3-nt周期性，证明了测序数据的精确性和高质量，可用于深入分析翻译动态。

三、盐胁迫下HD961的翻译动态保持稳定

通过分析多聚核糖体P位点在转录本不同区域（5' UTR、CDS、3' UTR）的分布，发现在盐胁迫条件下，翻译活动仍主要集中在编码区（CDS）。

这表明即使在胁迫下，海稻HD961的核心翻译机器仍保持稳定，优先确保蛋白质编码区的翻译效率。

四、盐胁迫诱导密码子特异性的翻译调控

研究发现，盐胁迫并未引起整体密码子使用的剧烈变化，但会诱导A位点上特定密码子的翻译速率发生改变。

特别是编码丙氨酸的GCG密码子，在盐胁迫下其翻译信号增强，表明多聚核糖体在该位点的停留时间减少，这是一种精细调控蛋白质合成速率以适应环境的策略。

五、eIF2B是介导HD961耐盐性的关键翻译调控因子

综合分析发现，真核翻译起始因子eIF2B在盐胁迫下的上调主要发生在翻译水平而非转录水平。

免疫荧光和Western Blot实验证实，eIF2B蛋白水平显著增加，并在细胞内形成独特的颗粒状结构体。

这些结果表明eIF2B通过翻译后调控机制，作为关键枢纽优化蛋白质合成，从而在HD961的耐盐性中发挥核心作用。

总结

综上所述，本研究整合了高质量基因组和翻译组学数据，揭示了翻译调控在海稻HD961适应盐胁迫中的核心作用。研究结果明确了eIF2B和密码子特异性调控机制如何协同增强海稻的耐盐性，为未来作物耐逆育种提供了宝贵的遗传资源和新的分子靶点。