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(duì)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(jī)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(jī)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(gè)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(shí)驗(yàn)，證實(shí)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(jī)制，研究利用轉(zhuǎn)錄組分析、酵母單/雙雜交、EMSA和雙熒光報(bào)告系統(tǒng)等實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)CsLUX可直接結(jié)合CsLOX2和CsJAZ1的啟動(dòng)子并調(diào)控其表達(dá)水平，進(jìn)而動(dòng)態(tài)調(diào)控茉莉酸合成與信號(hào)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(duì)茶樹抗寒理論的認(rèn)識(shí)，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(dòng)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(jí)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金和安徽省杰出青年基金等項(xiàng)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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