文章转自植物科学最前沿

11月1日，New Phytologist期刊以“The JA-responsive MYC2-BADH-like transcriptional regulatory module in Poncirus trifoliata contributes to cold tolerance by modulation of glycine betaine biosynthesis”为题，在线发表了华中农大园艺植物生物学教育部重点实验室柑橘抗逆团队的研究论文。该研究团队以柑橘抗寒资源为材料，建立了一个整合激素参与低温胁迫应答的信号通路，揭示了低温胁迫下甜菜碱积累的分子机制和转录调控网络。
植物在非生物逆境下，通常体内代谢会发生变化，自身适应胁迫能力也随之改变。近些年来，已有很多报道表明低温胁迫会引起植物多种次生代谢物的积累。其中，甜菜碱作为一种渗透调节物质，在应答低温胁迫中发挥着重要作用。但是，低温诱发甜菜碱积累的转录调控机制尚不清晰。我校柑橘抗逆团队利用前期构建的抗寒资源低温转录组，发掘了一批低温应答基因，从中筛选获得受低温诱导的一个甜菜碱脱氢酶类似基因PtrBADH-like（简写为PtrBADH-l）。
团队研究人员首先通过超表达和VIGS技术阐明了该基因在甜菜碱合成和抗寒中的功能，之后，他们利用酵母单杂交筛选文库成功发掘了其上游转录调控因子PtrMYC2，并通过遗传转化、分子生化分析及生理指标测定，证明PtrMYC2通过结合PtrBADH-l启动子上的顺式作用元件来调控其表达。研究最后证实低温下甜菜碱积累受植物激素JA信号调控。通过上述工作，我校柑橘抗逆团队系统地解析了JA信号介导PtrMYC2-PtrBADH-l模块调控低温下甜菜碱积累的过程，揭示了低温胁迫下甜菜碱积累的分子调控网络，阐明了参与转录调控的信号途径。

柑橘抗寒资源低温胁迫下甜菜碱积累转录调控机制模式图
近年来，刘继红教授团队在柑橘胁迫应答基因的转录调控领域取得多项创新性的研究成果。此前，该团队还解析了逆境胁迫下多胺、脯氨酸积累的分子机制，揭示了转录因子调控抗氧化酶及糖代谢基因参与胁迫应答的转录调控网络。
该研究受国家重点研发计划项目、国家自然科学基金与湖北省自然科学基金创新群体项目资助。园艺林学学院刘继红教授为通讯作者，博士研究生明如宏为第一作者。
论文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/nph.17063