近日,院园艺所茄子团队在茄子耐低温机制研究方面取得突破性进展,其研究成果《SmGATA15 interacts with SmMYC2 to positively regulate cold stress tolerance by modulating chlorophyll accumulation in Solanum melongena》发表于中科院二区TOP期刊Plant Physiology and Biochemistry (IF=5.7)。
低温冷害是威胁茄子生产的主要因素之一,在茄子早春和秋延后栽培中频繁发生,严重影响了茄子的品质和产量。因此,提高茄子的耐低温抗性,已经成为生产中亟待解决的问题。然而,目前茄子耐低温的分子机制仍不明确。该团队采用组学联合分析鉴定出低温胁迫下叶绿素代谢核心调节因子SmGATA15,进一步明确其受低温高度诱导表达。首次发现SmGATA15通过激活叶绿素合成基因HEMA、CHLH、PORA的转录表达,抑制了叶绿素降解基因PAO的表达,促进叶绿素的合成,从而增强植株的耐寒性。
研究还发现,SmGATA15能与茉莉酸(JA)信号通路中的核心转录因子 SmMYC2 相互作用,形成转录复合体。这一复合体不仅增强了SmGATA15对叶绿素合成基因的激活效率,还通过SmMYC2诱导JA信号通路,增强冷响应基因(如ICE1-CBF1/2/3-COR)的表达,减少ROS的积累,进一步提高植株的耐寒性。
基于以上结论,提出了茄子响应低温的“抗逆基因-激素信号-叶绿素稳态”三级调控模型,这一发现突破了以往对GATA转录因子单一功能的认知,揭示了其在植物抗逆反应中的多效性调控新机制,为茄子抗逆育种提供了重要理论依据。
院园艺所蓝艳红博士为论文第一作者,蔡鹏研究员和房超研究员为该论文的通讯作者。该研究得到四川省科技计划重点研发(2021YFYZ0022, 2021YFYZ0010)、四川省农业科学院“1+9”科技攻关、国家现代农业产业技术体系四川省创新团队建设(SCCXTD–2024–5)等项目的支持。
论文链接:https://doi: 10.1016/j.plaphy.2025.110366.
(院园艺所 蓝艳红撰稿;蔡鹏校对;谢红江审核)