近日，華中農(nóng)業(yè)大學園藝植物生物學教育部重點實驗室柑橘逆境生物學與栽培團隊在《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上，篩選到了兩個重要的乙烯和低溫響應轉(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)機制以應對凍害脅迫。其中，激素信號和轉(zhuǎn)錄調(diào)控在植物低溫應答中占據(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，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酶響應低溫的分子機制和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)網(wǎng)絡，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。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，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答分子網(wǎng)絡，為闡明柑橘不同抗性資源低溫應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。(李晨)
關(guān)鍵詞： 柑橘低溫逆境應答分子調(diào)控機制 植物GST酶 分子機制
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