作者:李思辉 江珊 来源:中国科学报 发布时间:2023/3/1 17:30:48
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猕猴桃如何抗寒?
科学家揭示猕猴桃维生素C抗寒的分子机制

 

冷胁迫限制植物的生长、发育和分布,是影响农业生产持续稳定发展的重要因素之一。维生素C是一种抗氧化剂,能够参与非生物应激耐受和活性氧代谢。探究低温胁迫如何诱导维生素C生物合成以减少对植物的氧化损伤,对增强植物抗寒性、提高作物维生素C含量具有重要意义。

近日,科院武汉植物园科研团队研究发现植物在冷胁迫下诱导维生素C生物合成以减轻寒冷对植物氧化损伤现象,揭示了猕猴桃通过合成维生素C抗寒的分子机制。日前,该研究成果发表在国际期刊《植物生理学》上。


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图为猕猴桃AcePosF21基因正向缓解冷胁迫氧化损伤。(武汉植物园供图)

通过分析从单细胞到被子植物在冷胁迫下叶、果等组织的维生素C含量变化,研究团队发现,冷胁迫短时间内能够诱导大部分植物维生素C的合成。利用高维生素C的猕猴桃为材料,成功发掘了一个bZIP家族的转录因子AcePosF21,该转录因子能够被低温信号触发,对猕猴桃维生素C的生物合成和防御反应具有重要的调控作用。

此外,研究团队利用VIGS诱导的基因沉默或CRISPR/Cas9介导的编辑,也证实了AcePosF21的缺失会降低了猕猴桃维生素C浓度,增加了ROS的生成。研究团队还发现AcePosF21能够与R2R3-MYB转录因子AceMYB102相互作用,直接结合到维生素C合成的关键基因AceGGP3启动子区、激活AceGGP3基因的表达;AceGGP3基因的高表达能够促进维生素C的合成并清除冷胁迫诱导的过量ROS,最终减缓猕猴桃冷损伤。

通过研究,研究团队证实,维生素C作为一种重要的抗氧化物质,不仅能够为人类提供维持健康所需的重要营养物质,而且在植物中能够响应胁迫、参与抗寒等诸多生理过程,为猕猴桃的低温抗性育种提供了基因资源和重要理论支撑。

相关论文信息:https://doi.org/10.1093/plphys/kiad121

 
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