2024年6月14日，國際植物學(xué)權(quán)威期刊Plant Physiology 在線發(fā)表了安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)夏恩華教授團(tuán)隊題為LUX ARRHYTHMO links CBF pathway and jasmonic acid metabolism to regulate cold tolerance of tea plants 的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)茶樹晝夜節(jié)律基因CsLUX可整合CBF通路和茉莉酸代謝應(yīng)答茶樹低溫脅迫的新機制。
低溫脅迫嚴(yán)重影響茶葉的產(chǎn)量與品質(zhì)。培育優(yōu)質(zhì)高抗茶樹新品種是我國茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求，而解析茶樹抗寒性狀的遺傳機制則是培育高抗寒茶樹新品種的關(guān)鍵。為此，本研究利用全基因組關(guān)聯(lián)分析鑒定得到一個受低溫顯著誘導(dǎo)的晝夜節(jié)律核心基因CsLUX，并通過茶樹體內(nèi)基因沉默和異源過表達(dá)擬南芥等實驗，證實了CsLUX應(yīng)答茶樹低溫脅迫的功能。為進(jìn)一步解析其調(diào)控機制，研究利用轉(zhuǎn)錄組分析、酵母單/雙雜交、EMSA和雙熒光報告系統(tǒng)等實驗，發(fā)現(xiàn)CsLUX可直接結(jié)合CsLOX2和CsJAZ1的啟動子并調(diào)控其表達(dá)水平，進(jìn)而動態(tài)調(diào)控茉莉酸合成與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)響應(yīng)茶樹抗寒。此外，研究還發(fā)現(xiàn)CsLUX的表達(dá)受到CsCBF1的直接激活。研究結(jié)果不僅豐富了對茶樹抗寒理論的認(rèn)識，而且也為茶樹抗寒育種提供科學(xué)支撐。
圖1. CsLUX鑒定與表達(dá)模式
圖2. CsLUX調(diào)控CsLOX2表達(dá)和JA含量應(yīng)答茶樹低溫脅迫
圖3. CsCBF1結(jié)合CsLUX啟動子并激活其表達(dá)正調(diào)控茶樹抗寒
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)為第一單位，茶樹生物學(xué)與資源利用國家重點實驗室在讀博士王艷麗和童偉副教授為共同第一作者，夏恩華教授和中國農(nóng)科院茶葉研究所王新超研究員為通訊作者。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)李方東高級實驗師、李鵬輝教授、楊天元副教授、張照亮教授和俄羅斯科學(xué)院亞熱帶作物研究中心Lidia Samarina教授等也參與了該研究。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金和安徽省杰出青年基金等項目的資助。
aximum Academic Press聯(lián)合出版，期刊主編由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所陳宗懋院士與美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局張大鵬教授共同擔(dān)任。目前期刊已被Scopus、CABI等國際知名大型數(shù)據(jù)庫收錄。
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