孟庆伟教授课题组揭示番茄耐寒性调控新机制
发布时间: 2018-10-23                 浏览次数: 996

日,国际植物领域著名期刊New Phytologist 杂志在线发表了由我院孟庆伟课题组完成的题为“Whirly1 enhances tolerance to chilling stress in tomato via protection of photosystem II and regulation of starch degradation”的研究论文,揭示了 SlWHY1 通过调节PSII活性和淀粉代谢调控番茄耐寒性的新机制。

低温胁迫会影响植物体内的许多生物过程,包括光合机构的破坏、膜损伤的诱导和叶绿体中淀粉代谢的改变,进而影响作物的生长和产量形成。研究表明,低温胁迫下PSII活性受到抑制,叶绿体中淀粉过度积累,但是这一过程的调节机制尚不清楚。

WHY1是植物特有的细胞核与叶绿体双定位的单链DNA结合蛋白。该研究发现,低温胁迫会诱导SlWHY1基因的表达。低温胁迫下, SlWHY1 过表达株系比野生型更耐寒:过表达植株保留了完整的光合基粒片层,并表现出更强的淀粉水解能力。相反,抑制SlWHY1表达后,植株耐寒能力降低,其光合基粒片层受损且淀粉含量增加。在叶绿体中,SlWHY1 能与 PSII 核心蛋白 D1 的编码基因SlpsbA 的上游区域结合并增强D1 的从头合成。在细胞核中,SlWHY1 可以调节淀粉降解酶SlAMY3-L和淀粉合成相关酶 SlISA2基因在细胞核中的表达,从而调节叶绿体中的淀粉含量。

该研究证明了 SlWHY1 通过维持 PSII 的功能和降解淀粉来增强番茄对低温胁迫的抵抗力。该研究也表明SlWHY1 的过表达可能是增强农业生产中低温敏感作物的低温胁迫抗性的有效策略。博士研究生庄焜炀为本论文第一作者。