大豆是一种重要的豆类作物，作为全球主要的粮食和油料作物，具有重要的经济和营养价值。大豆因其蛋白质和油脂含量高而成为一种必需的作物，是人类和动物的主要食物来源之一。土壤盐碱化是农业生产中的一大挑战，是分布最广、危害最大的非生物胁迫之一，严重抑制作物生长，减少作物产量。可变剪切(Alternative splicing,AS)是一种重要的转录后调控机制，广泛存在于动植物中。AS使单个基因能够产生多种mRNA转录本和蛋白质形式，从而扩展基因功能并适应环境变化。微外显子（microexon）也被称为短外显子，是指长度小于30bp的外显子，大量研究表明，微外显子在动物发育过程中至关重要。然而，微外显子在植物中的功能，目前仍知之甚少。
近日，东北地理与农业生态所农田有害生物控制学科组孟凡立研究团队，利用转录组数据鉴定大豆碱胁迫（pH=9.1）处理0h、3h、6h、12h和24h的微外显子序列，分析微外显子序列特点和参与编码的蛋白结构域（图1），系统解析了盐碱胁迫前后的大豆微外显子动态变化。以AP2转录因子家族为例，创制了9bp微外显子缺失以及正常转录本的转基因大豆材料，结果表明微外显子缺失在不改变蛋白质结构的条件下，增强大豆对盐碱胁迫的耐受性（图1）。该研究成果首次探究了微外显子在大豆响应盐碱胁迫的调控作用，为培育耐盐碱大豆新品种提供新思路。
图1.大豆耐盐碱相关微外显子发掘与功能分析
以上结果发表在Plant Cell and Environment（中国科学院一区TOP期刊，五年影响因子7.6）,东北地理所特别研究助理李洋，联合培养东北农业大学硕士研究生房庆喜以及东北地理所特别研究助理曹英雪为文章的并列第一作者。孟凡立研究员为通讯作者。本研究受到农业生物育种国家科技重大专项(2023ZD04036)，黑龙江省自然科学基金(TD2022C003,JQ2023C008)，国家自然科学基金(32172032)，中国科学院东北地理与农业生态研究所创新团队(2023CXTD01)，吉林省高新技术产业化项目(2024SYHZ0050)等项目的共同资助。
论文信息：
Yang Li,Qingxi Fang,Yingxue Cao,Mingyu Yang,Jing Wang,Meizi Wang,Na Li,Fanli Meng*. Identification and Functional Characterization of Soybean Microexon in Response to Saline-alkali Stress. Plant Cell Environ. 2025. doi: 10.1111/pce.15596.
论文连接：http://doi.org/10.1111/pce.15596
