華中農(nóng)業(yè)大學揭示SaCBL1-like基因調(diào)控馬鈴薯抗寒能力形成的機制

馬鈴薯普通栽培種既缺乏組成型抗寒能力，也缺乏冷馴化能力，導致較難通過種內(nèi)雜交改良抗寒能力，嚴重制約馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展；馬鈴薯其他野生種，如S、和等，抗寒能力較強，但其抗寒機理尚不可知，導致馬鈴薯抗寒育種較為滯后。

2022年9月，華中農(nóng)業(yè)大學園林學院宋波濤教授與華南農(nóng)業(yè)大學園藝學院陳琳和趙竑博副研究員等在《Plant, Cell & Environment》發(fā)表了題為“Comparative transcriptomics analysis reveals a calcineuringene to positively regulate constitutive and acclimated freezing tolerance in potato”的論文，揭示了、和共同通過冷響應基因e調(diào)控馬鈴薯抗寒能力形成及其作用機理。在前期鑒定了1 000多個馬鈴薯基因型抗寒能力的基礎上，從馬鈴薯野生種、和中分別挖掘出1份抗寒能力最強的基因型，以的2份低溫敏感基因型為對照，通過比較轉錄組分析發(fā)現(xiàn)，低溫處理后，、和共有34個冷應答基因上調(diào)，結合功能注釋和KEGG注釋，進一步圍繞鈣信號傳遞基因開展功能研究。對過表達和干涉表達的轉基因株系的分析發(fā)現(xiàn)正調(diào)控抗寒能力。進一步研究表明Ce通過提高和延長冷處理后CBF基因的表達量和持續(xù)時間，介導抗寒能力形成。互作蛋白分析顯示，并不與擬南芥已報道的同源基因AtCBL1的互作蛋白AtCIPK7互作，而與互作，且招募CIPK3-1至細胞膜上，同時與均不與ICE1互作，暗示其可能通過其他的途徑介導CBF表達量提高和抗寒能力形成。