近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝植物生物學(xué)教育部重點實驗室柑橘逆境生物學(xué)與栽培團隊在《植物生物技術(shù)雜志》與《植物雜志》發(fā)表研究論文。他們在前期構(gòu)建柑橘抗寒砧木資源枳低溫表達譜的基礎(chǔ)上，篩選到了兩個重要的乙烯和低溫響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子ERF9和ERF108。
在低溫環(huán)境中，植物體內(nèi)會誘發(fā)一系列的分子調(diào)節(jié)機制以應(yīng)對凍害脅迫。其中，激素信號和轉(zhuǎn)錄調(diào)控在植物低溫應(yīng)答中占據(jù)重要地位，對柑橘抗寒關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子的挖掘和作用機制的解析，可以豐富低溫調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為柑橘抗寒遺傳改良和創(chuàng)新育種提供優(yōu)質(zhì)基因資源。
研究結(jié)果顯示，ERF9-GSTU17模塊揭示了植物GST酶響應(yīng)低溫的分子機制和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，PtrERF9-PtrACS1模塊為低溫脅迫中乙烯生物合成的轉(zhuǎn)錄機制提供了新的見解。
另一項研究表明，PtrERF108是一個典型的AP2/ERF類轉(zhuǎn)錄因子，其表達受低溫強烈誘導(dǎo)。在檸檬中超表達PtrERF108可增強植物抗寒性，而干涉該基因則使枳對低溫更敏感，表明該轉(zhuǎn)錄因子在柑橘抗寒中發(fā)揮積極作用。
進一步分析顯示，PtrERF108可直接調(diào)控下游棉子糖合酶靶基因PtrRafS表達，進而調(diào)控植株體內(nèi)RafS的活性和棉子糖含量，以此增強枳抗寒性。
“ERF109-RafS”模塊豐富了低溫轉(zhuǎn)錄調(diào)控分子網(wǎng)絡(luò)，為植物抗寒相關(guān)研究提供了重要參考。以上研究為植物激素乙烯及下游轉(zhuǎn)錄因子參與枳抗寒性提供新的分子機制，同時PtrERF9-PtrGSTU17/PtrACS1和PtrERF109-PtrRafS模塊對下游靶基因及植物代謝通路調(diào)控解析豐富了柑橘抗寒應(yīng)答分子網(wǎng)絡(luò)，為闡明柑橘不同抗性資源低溫應(yīng)答差異的分子機制和培育抗寒優(yōu)質(zhì)新品種奠定了基礎(chǔ)。(李晨)
關(guān)鍵詞： 柑橘低溫逆境應(yīng)答分子調(diào)控機制 植物GST酶 分子機制
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