近日，中國熱科院椰子研究所椰子栽培與生理團(tuán)隊(duì)在椰子抗寒機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展。本研究旨在評估椰子幼苗對低溫的生長和生理反應(yīng)，探討椰子在低溫脅迫下的轉(zhuǎn)錄組和代謝組變化，確定與抗寒性相關(guān)的信號通路和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為椰子對低溫脅迫的反應(yīng)提供了重要的見解，揭示了椰子幼苗對低溫脅迫的反應(yīng)分子機(jī)制，并有助于椰子抗寒基因的篩選和育種。
低溫限制了椰子分布和應(yīng)用，目前關(guān)于研究椰子抗寒研究鮮見報(bào)道，因此，椰子低溫反應(yīng)機(jī)制的研究對椰子產(chǎn)業(yè)發(fā)展是非常重要的基礎(chǔ)研究工作。低溫脅迫顯著降低了椰子幼苗的株高和干重，然而，提高椰子幼苗生理指標(biāo)如可溶性糖（SS）、可溶性蛋白（SP）、脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）含量；增強(qiáng)超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）活性以及提升內(nèi)源激素脫落酸（ABA）、生長素（IAA）、玉米素（ZR）和赤霉素（GA）含量。在低溫脅迫下，椰子幼苗中共富集了205種差異積累代謝產(chǎn)物，主要包括苯丙烷類、聚酮類、脂質(zhì)類、有機(jī)雜環(huán)化合物、有機(jī)氧化合物、有機(jī)酸、有機(jī)酸衍生物和核苷酸類物質(zhì)。大多數(shù)DEG參與絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路植物、植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、植物-病原體相互作用、氨基酸生物合成、氨基糖和核苷酸糖代謝、碳代謝、淀粉和蔗糖代謝、嘌呤代謝和苯丙素生物合成途徑。轉(zhuǎn)錄因子（TF），包括WRKY、AP2/ERF、HSF、bZIP、MYB和bHLH家族，在冷脅迫下被誘導(dǎo)顯著差異表達(dá)。此外，大多數(shù)與主要抗寒途徑相關(guān)的基因，如ICE-CBF-COR、MAPK信號傳導(dǎo)和內(nèi)源性激素及其信號傳導(dǎo)途徑，都顯著上調(diào)。綜合代謝組和轉(zhuǎn)錄組分析表明，在冷脅迫下，相關(guān)基因和代謝產(chǎn)物主要富集在氨基酸、類黃酮、碳水化合物、脂質(zhì)和核苷酸代謝途徑中。總之，這項(xiàng)研究的結(jié)果為椰子對冷脅迫的反應(yīng)提供了重要的見解，這將揭示潛在的分子機(jī)制，并有助于椰子的篩選和育種。
該研究成果以“Integrated Transcriptomic and metabolomics Analyses Reveal Molecular Responses to Cold Stress in Coconut （Cocos nucifera L.） Seedlings”為題發(fā)表于《International Journal of Molecular Sciences》。中國熱科院椰子研究所盧麗蘭副研究員、楊偉波為論文第一作者，楊耀東研究員為通訊作者，該研究得到了海南省自然科學(xué)基金創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和高層次人才項(xiàng)目的支持。
文章鏈接：https://doi.org/10.3390/ijms241914563
日期：2023-11-20
低溫限制了椰子分布和應(yīng)用，目前關(guān)于研究椰子抗寒研究鮮見報(bào)道，因此，椰子低溫反應(yīng)機(jī)制的研究對椰子產(chǎn)業(yè)發(fā)展是非常重要的基礎(chǔ)研究工作。低溫脅迫顯著降低了椰子幼苗的株高和干重，然而，提高椰子幼苗生理指標(biāo)如可溶性糖（SS）、可溶性蛋白（SP）、脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）含量；增強(qiáng)超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）活性以及提升內(nèi)源激素脫落酸（ABA）、生長素（IAA）、玉米素（ZR）和赤霉素（GA）含量。在低溫脅迫下，椰子幼苗中共富集了205種差異積累代謝產(chǎn)物，主要包括苯丙烷類、聚酮類、脂質(zhì)類、有機(jī)雜環(huán)化合物、有機(jī)氧化合物、有機(jī)酸、有機(jī)酸衍生物和核苷酸類物質(zhì)。大多數(shù)DEG參與絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路植物、植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、植物-病原體相互作用、氨基酸生物合成、氨基糖和核苷酸糖代謝、碳代謝、淀粉和蔗糖代謝、嘌呤代謝和苯丙素生物合成途徑。轉(zhuǎn)錄因子（TF），包括WRKY、AP2/ERF、HSF、bZIP、MYB和bHLH家族，在冷脅迫下被誘導(dǎo)顯著差異表達(dá)。此外，大多數(shù)與主要抗寒途徑相關(guān)的基因，如ICE-CBF-COR、MAPK信號傳導(dǎo)和內(nèi)源性激素及其信號傳導(dǎo)途徑，都顯著上調(diào)。綜合代謝組和轉(zhuǎn)錄組分析表明，在冷脅迫下，相關(guān)基因和代謝產(chǎn)物主要富集在氨基酸、類黃酮、碳水化合物、脂質(zhì)和核苷酸代謝途徑中。總之，這項(xiàng)研究的結(jié)果為椰子對冷脅迫的反應(yīng)提供了重要的見解，這將揭示潛在的分子機(jī)制，并有助于椰子的篩選和育種。
該研究成果以“Integrated Transcriptomic and metabolomics Analyses Reveal Molecular Responses to Cold Stress in Coconut （Cocos nucifera L.） Seedlings”為題發(fā)表于《International Journal of Molecular Sciences》。中國熱科院椰子研究所盧麗蘭副研究員、楊偉波為論文第一作者，楊耀東研究員為通訊作者，該研究得到了海南省自然科學(xué)基金創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和高層次人才項(xiàng)目的支持。
文章鏈接：https://doi.org/10.3390/ijms241914563
日期：2023-11-20
