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前沿丨我校白菜系统生物学创新团队揭示协调植物生长发育和低温响应中的分子机理
  • 日期:2023年12月19日 09:02
  • 编辑:白菜
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近日,环球体育HQBET网页白菜系统生物学创新团队在JOURNAL OF EXPERIMENTAL OF BOTANY在线发表了题为“Regulation of the trade-off between cold stress and growth by BcGSTF10”的研究论文。该研究揭示了BcGSTF10基因在协调植物生长发育和低温响应中的分子机理。

不结球白菜[NHCC; Brassica campestris(syn. Brassica rapa) ssp. chinensis]起源于中国,是中国、韩国、日本等亚洲国家重要的叶菜类作物。低温导致不结球白菜提前抽薹,严重影响其产量和品质。低温可造成植物体内酶活性降低,从而限制了植物正常生长发育。

该研究首先利用不结球白菜酵母双杂筛库筛选到一个编码谷胱甘肽s-转移酶的基因BcGSTF10,转基因验证其可正向调控低温胁迫。通过体内和体外试验验证了其与BcICE1蛋白能够互作,BcGSTF10能够增强BcICE1蛋白的转录活性,提高了下游冷响应因子BcCBF2的转录水平。研究证明BcCBF2能够直接结合到BcGSTF10启动子区域,并负调控BcGSTF10基因的表达。对BcGSTF10基因的过表达和沉默株系进行表型鉴定,发现其同时促进不结球白菜的生长发育。

进一步提出了BcGSTF10协调不结球白菜耐寒和生长发育的模型(图1)。在低温胁迫前期BcGSTF10通过增强BcICE1的转录活性,促进了下游低温响应基因BcCBF2的表达。随着胁迫时间的延长,BcCBF2蛋白积累,又抑制了BcGSTF10基因的表达,从而使生长发育受阻。

图1 Model of BcGSTF10expression and growth responses in NHCC subjected to cold stress

本研究发现了BcGSTF10在促进不结球白菜生长发育和抵御低温胁迫中的双重功能,揭示了BcGSTF10在协调植物生长发育和低温响应中的分子机理。

环球体育HQBET网页博士研究生沈云楼为该论文的第一作者,环球体育HQBET网页侯喜林教授和李英教授为该论文的共同通讯作者。博士研究生王光鹏、李屹然、王惠玉、丁强以及硕士研究生冉家俊参与了该项研究。该研究得到江苏省种业振兴“揭榜挂帅”项目[JBGS (2021)015]、中央高校基本科研业务费和国家大宗蔬菜产业技术体系项目(CARS-23-A-16)的资助。