華中農大揭示了馬鈴薯抗寒的分子機制

2018年10月11日，《The Plant Journal》在線發表了華中農業大學馬鈴薯團隊題為“轉錄組與代謝組分析揭示腐胺代謝途徑精氨酸脫羧酶基因ADC1對馬鈴薯馴化耐寒的重要作用”的研究論文，進一步揭示了馬鈴薯抗寒的分子機制。

馬鈴薯是世界第四大糧食作物，由于可供利用的抗寒資源缺乏，抗寒機理不明，致使馬鈴薯抗寒育種長期止步不前。該研究經過近十年的努力，通過篩選抗寒野生種，利用轉錄組和代謝組結合的策略，發現多胺代謝途徑中與腐胺合成相關的基因在低溫條件下特異上調表達，且腐胺受冷誘導特異累積。進一步比較馬鈴薯對低溫敏感程度不同的基因型，明確了精氨酸脫羧酶所調控的腐胺合成是響應低溫的重要途徑，ADC1基因發揮了關鍵作用。體外腐胺施用和轉基因功能研究進一步證實，ADC1基因參與的腐胺代謝是馬鈴薯馴化抗寒的重要機制。研究還首次證明轉錄因子CBF信號途徑參與了ADC1基因調控的馬鈴薯馴化抗寒。