近日，中國熱科院南亞所熱帶糧食作物研究中心團隊在馬鈴薯抗高溫StGATA2基因功能研究中取得新進展。該研究為StGATA2在耐熱響應中的功能及其可能的機制提供了新的見解，同時為馬鈴薯耐高溫育種的分子改良提供了基因儲備和材料基礎。
馬鈴薯是我國重要的糧食作物，其塊莖發育的適宜土溫是16℃-18℃，超過30℃致使塊莖停止生長并導致塊莖數量明顯減少，甚至不能形成塊莖，嚴重影響產量，解析馬鈴薯耐熱的分子機制是培育馬鈴薯耐高溫品種的重要基礎。由于植物耐熱反應在很大程度上受轉錄水平的調控，各種轉錄因子發揮了重要作用。因此，剖析馬鈴薯StGATA轉錄因子的功能及其作用機制是闡明其耐熱機制的重要途徑。
團隊研究人員分別對不同溫度脅迫下馬鈴薯StGATAs家族基因的表達模式進行了分析，同時構建StGATA2過表達和RNA干擾表達植株。系統分析了馬鈴薯57個StGATAs家族基因在高溫脅迫下表達模式，篩選得到與耐熱相關的StGATA2基因并明確了該基因所編碼的蛋白定位于細胞核。高溫條件下，StGATA2通過提升馬鈴薯植株體內超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和過氧化物酶（POD）等抗氧化酶的活性并降低過氧化氫含量來增強馬鈴薯的耐熱性。同時，StGATA2還增加了脯氨酸含量和減少丙二醛的含量以保證熱脅迫下細胞膜的穩定性。此外，StGATA2還增強蒸騰速率和光合作用，降低了氣孔導度。因此，StGATA2主要通過提升馬鈴薯植株體內抗氧化酶活性、保持細胞膜穩定性并增強植株光合作用提升馬鈴薯耐熱性。
該研究成果以“Heat responsive gene StGATA2 functions in plant growth, photosynthesis and antioxidant defense under heat stress conditions”為題發表在《Frontiers in Plant Science》上。中國熱科院南亞熱帶作物研究所助理研究員朱熙博士為該論文的第一作者，助理研究員張彧博士為該論文的通訊作者。該研究得到了海南省自然科學基金和中央級公益性科研院所基本科研業務費專項共同資助。
論文鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2023.1227526/full
日期：2023-11-20
馬鈴薯是我國重要的糧食作物，其塊莖發育的適宜土溫是16℃-18℃，超過30℃致使塊莖停止生長并導致塊莖數量明顯減少，甚至不能形成塊莖，嚴重影響產量，解析馬鈴薯耐熱的分子機制是培育馬鈴薯耐高溫品種的重要基礎。由于植物耐熱反應在很大程度上受轉錄水平的調控，各種轉錄因子發揮了重要作用。因此，剖析馬鈴薯StGATA轉錄因子的功能及其作用機制是闡明其耐熱機制的重要途徑。
團隊研究人員分別對不同溫度脅迫下馬鈴薯StGATAs家族基因的表達模式進行了分析，同時構建StGATA2過表達和RNA干擾表達植株。系統分析了馬鈴薯57個StGATAs家族基因在高溫脅迫下表達模式，篩選得到與耐熱相關的StGATA2基因并明確了該基因所編碼的蛋白定位于細胞核。高溫條件下，StGATA2通過提升馬鈴薯植株體內超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和過氧化物酶（POD）等抗氧化酶的活性并降低過氧化氫含量來增強馬鈴薯的耐熱性。同時，StGATA2還增加了脯氨酸含量和減少丙二醛的含量以保證熱脅迫下細胞膜的穩定性。此外，StGATA2還增強蒸騰速率和光合作用，降低了氣孔導度。因此，StGATA2主要通過提升馬鈴薯植株體內抗氧化酶活性、保持細胞膜穩定性并增強植株光合作用提升馬鈴薯耐熱性。
該研究成果以“Heat responsive gene StGATA2 functions in plant growth, photosynthesis and antioxidant defense under heat stress conditions”為題發表在《Frontiers in Plant Science》上。中國熱科院南亞熱帶作物研究所助理研究員朱熙博士為該論文的第一作者，助理研究員張彧博士為該論文的通訊作者。該研究得到了海南省自然科學基金和中央級公益性科研院所基本科研業務費專項共同資助。
論文鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2023.1227526/full
日期：2023-11-20
