时间:2025-01-23 09:39 来源:山东省农业科学院
近日,蔬菜研究所蔬菜栽培与设施工程团队在国际期刊《Journal of Pineal Research》(中科院一区,五年影响因子10.2)发表了题为“GATA3-COMT1-Melatonin as upstream signaling of ABA participated in Se-enhanced cold tolerance by regulate iron uptake and distribution in Cucumis sativus L.”的研究论文。该研究深入阐释了硒诱导黄瓜冷胁迫抗性的作用及机制,为下一步应用于黄瓜生产奠定了基础。
黄瓜是我国重要的设施蔬菜,年产量高达7725万吨,占世界总产量的81.5%(FAOSTAT 2022)。黄瓜起源于热带和亚热带,喜温不耐冷,是冷敏感植物。现阶段我国北方日光温室越冬茬和塑料大棚春秋茬基本能满足植株正常生长,然而短时断崖式的低温胁迫仍时有发生,是限制设施黄瓜冷季节生产发展的主要瓶颈之一。如何提高黄瓜抵御低温胁迫的能力、缓解设施栽培中的低温伤害,仍然是亟待解决的问题。
硒不仅是人体的必需微量元素,在调控植物产量、品质、抗逆性等方面也具有重要作用。此前,该团队在《Frontiers in Plant Science, 2021, 12:786043》上报道了硒处理可以诱导褪黑素合成并参与硒提高黄瓜耐冷性的研究成果。本研究通过生理生化以及分子生物学等方法进一步研究发现,CsCOMT1是参与硒诱导褪黑素合成的关键结构基因,其转录表达受到转录因子CsGATA3的调控。此外,研究还发现,脱落酸(ABA)作为硒和褪黑素的下游信号分子可调控铁的吸收以及在植株内的分布从而提高黄瓜的冷胁迫抗性。本研究不仅为硒、褪黑素、ABA等应用于黄瓜生产奠定了基础,也为下一步通过生物育种手段改良黄瓜冷胁迫抗性提供了思路。
蔬菜所温丹博士为论文的第一作者,韩玉娟博士为论文通讯作者。蔬菜所杨宁、张文君、王晓,蚕业所聂文婧,信息所宋华鲁,山东省气候中心张继波,潍坊市农业科学院孙莎莎,淄博市数字农业农村发展中心张海娟,沈阳农业大学齐明芳等也参与了本项研究。本研究得到国家重点研发计划、山东省自然基金、国家大宗蔬菜产业技术体系济南试验站、山东省蔬菜产业技术体系以及院农业科技创新工程的支持与资助。(全文链接:https://doi.org/10.1111/jpi.70028)(撰稿:温丹 核稿:王凤德)