武漢植物園調(diào)控葡萄抗寒性研究取得新進(jìn)展
近日，武漢動(dòng)物園園藝作物逆境生物學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在VvbHLH036調(diào)控葡萄抗寒性研究中取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在Plant Physiology期刊。
葡萄是全球范圍內(nèi)廣泛栽培的果樹之一，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。低溫脅迫是葡萄生產(chǎn)中經(jīng)常遭受的脅迫之一。研究葡萄低溫應(yīng)答機(jī)制將為改良葡萄抗寒性提供理論依據(jù)。bHLH（basic helix-loop-helix）家族是植物中第二大轉(zhuǎn)錄因子家族，在生長(zhǎng)發(fā)育和脅迫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用，然而bHLH家族成員在葡萄低溫應(yīng)答過程中的功能仍有待研究。
以VvbHLH036為切入點(diǎn)，通過葡萄發(fā)根轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過表達(dá)VvbHLH036可以增加葡萄根系抗寒性。通過Crispr-Cas9技術(shù)結(jié)合葡萄發(fā)根轉(zhuǎn)化使VvbHLH036發(fā)生功能缺失，則會(huì)降低其抗寒性。研究人員通過轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，啟動(dòng)子元件分析及共表達(dá)分析鑒定到VvbHLH036的11個(gè)候選下游基因。其中，編碼蘇氨酸合成酶的候選基因VvThrC1的啟動(dòng)子區(qū)域具有5個(gè)G-box元件且與VvbHLH036表達(dá)密切相關(guān)，被選作VvbHLH036的靶基因進(jìn)行后續(xù)研究。
研究提出了VvbHLH036在冷脅迫下通過促進(jìn)蘇氨酸合成來調(diào)控葡萄低溫應(yīng)答的分子模型，并初步解析蘇氨酸通過抑制ROS的產(chǎn)生增加葡萄抗寒性。除此之外，VvbHLH036可能參與調(diào)控細(xì)胞壁合成及細(xì)胞擴(kuò)張相關(guān)的基因。該研究不僅為揭示VvbHLH036參與低溫應(yīng)答機(jī)制提供了新線索，也增加了對(duì)葡萄低溫調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、寧夏葡萄育種項(xiàng)目和湖北省技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae483
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