我所研究發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)茶樹抗寒性和生長發(fā)育的新基因模塊
近日，我所茶樹遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了新的參與低溫脅迫響應(yīng)和生長發(fā)育調(diào)控的基因模塊，相關(guān)研究以“Transcription factor CsDREB28 regulates sugar transporters CsSWEET17 and CsSWEET15 to modulate cold resistance and plant growth in tea plants”為題發(fā)表在植物學(xué)經(jīng)典期刊Journal of Experimental Botany。
糖類物質(zhì)在植物中兼具信號傳遞、滲透調(diào)節(jié)和能量供給等多重功能，廣泛參與多種生物學(xué)過程。團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)，質(zhì)膜糖轉(zhuǎn)運(yùn)體CsSWEET17正向調(diào)節(jié)植物的生長和抗寒性（Yao et al., 2020. Plant and Cell Physiology）。在此基礎(chǔ)上，該研究進(jìn)一步鑒定出CsSWEET17的上游調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子CsDREB28，其在茶樹新梢和成熟葉中受低溫誘導(dǎo)，通過結(jié)合CsSWEET17啟動(dòng)子上的DRE/CRT元件，負(fù)調(diào)控CsSWEET17的轉(zhuǎn)錄。茶樹新梢和成熟葉的基因瞬時(shí)抑制試驗(yàn)和擬南芥穩(wěn)定過表達(dá)試驗(yàn)表明，CsDREB28通過負(fù)調(diào)控CsSWEET17和CBF信號途徑，降低低溫下的可溶性糖積累，從而負(fù)調(diào)控茶樹的抗寒性。此外，過表達(dá)CsDREB28的擬南芥的營養(yǎng)生長受抑制、衰老加速、結(jié)實(shí)率降低。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CsDREB28負(fù)調(diào)控生殖器官特異表達(dá)的CsSWEET15及其擬南芥同源基因AtSWEET15，推測由此改變了糖在植物體內(nèi)的分配，進(jìn)而導(dǎo)致生殖發(fā)育異常。該研究表明CsDREB28是茶樹抗寒性和生長的負(fù)調(diào)控因子，為培育抗寒茶樹新品種提供了新的基因資源和理論依據(jù)。
該研究得到了國家自然科學(xué)基金和國家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的支持。我所已畢業(yè)碩士研究生彭靖為論文第一作者，王新超研究員和王璐研究員為共同通訊作者。
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