華中農業大學揭示SaCBL1-like基因調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，導致較難通過種內雜交改良抗寒能力，嚴重制約馬鈴薯產業發展；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，華中農業大學園林學院宋波濤教授與華南農業大學園藝學院陳琳和趙竑博副研究員等在《Plant, Cell & Environment》發表了題為“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現，低溫處理后，、和共有34個冷應答基因上調，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現正調控抗寒能力。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。