科研人员揭示柑橘低温逆境应答分子调控机制

科研人员揭示柑橘低温逆境应答分子调控机制

2021-09-28 09:28来源: 《中国科学报》

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  近日,华中农业大学园艺植物生物学教育部重点实验室柑橘逆境生物学与栽培团队在《植物生物技术杂志》与《植物杂志》发表研究论文。他们在前期构建柑橘抗寒砧木资源枳低温表达谱的基础上,筛选到了两个重要的乙烯和低温响应转录因子ERF9和ERF108。

  在低温环境中,植物体内会诱发一系列的分子调节机制以应对冻害胁迫。其中,激素信号和转录调控在植物低温应答中占据重要地位,对柑橘抗寒关键转录因子的挖掘和作用机制的解析,可以丰富低温调控网络,为柑橘抗寒遗传改良和创新育种提供优质基因资源。

  研究结果显示,ERF9-GSTU17模块揭示了植物GST酶响应低温的分子机制和转录调节网络,PtrERF9-PtrACS1模块为低温胁迫中乙烯生物合成的转录机制提供了新的见解。

  另一项研究表明,PtrERF108是一个典型的AP2/ERF类转录因子,其表达受低温强烈诱导。在柠檬中超表达PtrERF108可增强植物抗寒性,而干涉该基因则使枳对低温更敏感,表明该转录因子在柑橘抗寒中发挥积极作用。

  进一步分析显示,PtrERF108可直接调控下游棉子糖合酶靶基因PtrRafS表达,进而调控植株体内RafS的活性和棉子糖含量,以此增强枳抗寒性。

  “ERF109-RafS”模块丰富了低温转录调控分子网络,为植物抗寒相关研究提供了重要参考。以上研究为植物激素乙烯及下游转录因子参与枳抗寒性提供新的分子机制,同时PtrERF9-PtrGSTU17/PtrACS1和PtrERF109-PtrRafS模块对下游靶基因及植物代谢通路调控解析丰富了柑橘抗寒应答分子网络,为阐明柑橘不同抗性资源低温应答差异的分子机制和培育抗寒优质新品种奠定了基础。(李晨)

[责任编辑: 蔡琳 ]
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