近日,,我校園藝學(xué)院馬鈴薯課題組陳琳老師、趙竑博副研究員等和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園林院宋波濤教授在國際知名學(xué)術(shù)期刊Plant, Cell & Environment發(fā)表了題為“Comparative transcriptomics analysis reveals a calcineurin B-like gene to positively regulate constitutive and acclimated freezing tolerance in potato”的論文(全文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14432)。
馬鈴薯普通栽培種Solanum tuberosum即缺乏組成型抗寒能力,也缺乏冷馴化能力,,導(dǎo)致較難通過種內(nèi)雜交獲得馬鈴薯抗寒能力的改良,這嚴(yán)重制約馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展,;但馬鈴薯包括豐富的野生種,如S. commersonii,、S. malmeanum和S. acaule等,這些野生種抗寒能力較強(qiáng),,但其抗寒機(jī)理尚不可知,,導(dǎo)致馬鈴薯抗寒育種較為滯后。
課題組在前期鑒定了1000多個(gè)馬鈴薯基因型抗寒能力基礎(chǔ)上,,從馬鈴薯野生種S. commersonii, S. malmeanum和 S. acaule中分別挖掘出1份抗寒能力最強(qiáng)的基因型,,以來自S. tuberosum的2份低溫敏感基因型為對照,通過比較轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn),,低溫處理后,,S. commersonii, S. malmeanum和 S. acaule共有34個(gè)冷應(yīng)答基因(上調(diào)),結(jié)合功能注釋和KEGG注釋,,研究進(jìn)一步圍繞其中鈣信號傳遞基因CBL1-like開展功能解析,。在CBL1-like超量和干涉載體的構(gòu)建和***株系獲得的基礎(chǔ)上,***株系的抗寒能力鑒定結(jié)果顯示馬鈴薯CBL1-like正調(diào)控抗寒能力,,且CBL1-like超表達(dá)不影響馬鈴薯主要經(jīng)濟(jì)學(xué)性狀,,如產(chǎn)量、單薯重等,。隨后研究進(jìn)一步表明CBL1-like通過提高和延長冷處理后CBF基因的表達(dá)量和持續(xù)時(shí)間,,介導(dǎo)抗寒能力形成?;プ鞯鞍追治鼋Y(jié)果顯示,,CBL1-like并不與擬南芥已報(bào)道的AtCBL1互作蛋白AtCIPK7互作,而與CIPK3-1存在互作,,且CBL1-like可招募CIPK3-1至細(xì)胞膜上,,同時(shí)CBL1-like與CIPK3-1均不與ICE1存在互作,可能通過全新的途徑介導(dǎo)CBF表達(dá)量的提高和抗寒能力形成,。
該項(xiàng)目得到了廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,、廣東省自然科學(xué)基金等資助。
文圖/園藝學(xué)院 陳琳