近日,由云南師范大學(xué)生命科學(xué)院祝光濤團隊在《Horticultural Plant Journal》(農(nóng)林科學(xué)Top期刊,中科院1區(qū))在線發(fā)表了題為“A freezing responsive UDP-glycosyltransferase improves potato freezing tolerance via modifying flavonoid metabolism”的研究論文,文中引用了九圃BPC500H培養(yǎng)箱,揭示ScUGT73B4可特異地響應(yīng)凍害,并調(diào)控類黃酮的積累,通過增強活性氧清除能力來提高馬鈴薯的抗凍性。
文獻(xiàn)引用的九圃產(chǎn)品
九圃植物培養(yǎng)箱BPC500H
相關(guān)論文信息:
https://doi.org/10.1016/j.hpj.2024.09.002
馬鈴薯(Solanum tuberosum)是全球重要的主糧作物,為人類提供了重要的碳水化合物和營養(yǎng)物質(zhì)來源。栽培馬鈴薯對低溫凍害十分敏感,低溫脅迫是馬鈴薯生產(chǎn)中面臨的主要非生物脅迫,一旦發(fā)生凍害,產(chǎn)量損失嚴(yán)重。然而,S. commersonii等多個野生馬鈴薯品種具有極強的抗寒性,為凍害抗性基因挖掘和耐寒馬鈴薯育種提供了寶貴的資源。通過代謝組和轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)分析,挖掘野生馬鈴薯S. commersonii凍害響應(yīng)的關(guān)鍵代謝通路和核心基因,解析了ScUGT73B4調(diào)控野生馬鈴薯耐寒的機理,并探索其在馬鈴薯耐寒中的應(yīng)用價值。
黃酮類物質(zhì)在DM(敏感)和CM(耐凍)低溫脅迫的過程中具有明顯不同的聚類模式,多個槲皮素和山奈酚的3-O或7-O位點的糖基化黃酮類化合物在CM低溫脅迫處理6 h和12 h后顯著上調(diào),且含量顯著高于了DM。轉(zhuǎn)錄-代謝關(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明8個UGTs的表達(dá)與這些糖基化黃酮類化合物顯著相關(guān),其中UGT73B4僅在CM中被低溫顯著誘導(dǎo)表達(dá)(圖1)。
圖1 低溫促進(jìn)CM中ScUGT73B4的轉(zhuǎn)錄和糖基化黃酮類化合物的積累
轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的表型分析結(jié)果表明,過表達(dá)ScUGT73B4增強了栽培種的耐凍能力(圖2)。ScUGT73B4促進(jìn)低溫條件下糖基化修飾的類黃酮的積累,可增強馬鈴薯葉片在低溫條件下的抗氧化能力。進(jìn)一步的研究表明,通過體外噴施類黃酮,可顯著提高栽培馬鈴薯的耐寒能力。上述研究為利用馬鈴薯野生資源的利用和耐凍品種的改良奠定理論基礎(chǔ)。
圖2 過表達(dá)ScGT73B4增強栽培馬鈴薯的耐凍性
云南師范大學(xué)博士研究生暴會會和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所袁力副研究員為該論文的第一作者,云南師范大學(xué)馬鈴薯科學(xué)研究院祝光濤教授為該論文的通訊作者。本研究得到了國家自然科學(xué)基金(U2002204和32272725)、國家重點研發(fā)計劃(2022YFF1002500)等項目的資助。
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