南京农大发现不结球白菜耐寒性调控因素

近日，ENVIRONMENTAL  AND EXPERIMENTAL  BOTANY在线发表了南京农业大学侯喜林教授团队题为“Genome-wide identification of C2H2-ZFPs and functional analysis of BcZAT12and BcZAT10under cold stress in non-heading Chinese cabbage/不结球白菜C2H2-ZFPs的全基因组鉴定及冷胁迫下BcZAT12和BcZAT10的功能分析”的研究论文。

不结球白菜(Brassica campestrisssp. chinensis)原产于中国，栽培历史悠久，是我国南方及长江流域的重要叶菜。低温严重影响不结球白菜的品质和产量，而C2H2型锌指蛋白（C2H2-ZFPs）在温度响应环境胁迫中发挥着重要作用。运用全基因组鉴定方法鉴定出不结球白菜C2H2-ZFPs基因家族成员，转录组分析筛选出低温胁迫下不结球白菜冷响应关键基因，进一步研究其在冷胁迫下的调控机制。

（1）鉴定出了不结球白菜C2H2-ZFPs 163个基因家族成员，并将其分为9个亚科（图1），筛选到不结球白菜冷响应关键基因BcZAT12和BcZAT10。VIGS（图2）、瞬时转化（图3）、PCR分析等实验表明BcZAT12和BcZAT10负调控不结球白菜耐寒性。

（2）筛选到了BcZAT12的互作蛋白BcABF2和BcABF4（图4），上游基因BcNTL4/BcNAC055（图5）以及下游基因BcCBF1(图6)。

图1 不结球白菜C2H2-ZFPs的基因结构分析

图2 VIGS诱导BcZAT12和BcZAT10沉默增强不结球白菜的耐寒性

图3 瞬时转化BcZAT12和BcZAT10减弱不结球白菜的耐寒性

  图4 BcZAT12与BcABF2和BcABF4互作

图5 BcNTL4/BcNAC055与BcZAT12上的G-BOX元件结合

图6  BcZAT12与BcCBF1上的ACT核心元件结合

本研究发现了BcZAT12与BcZAT10负调控不结球白菜耐寒性，首次证明了BcZAT12蛋白能够与BcABF2/BcABF4蛋白互作，同时发现NAC家族成员BcNTL4/BcNAC055能够结合BcZAT12启动子上的G-BOX元件，而BcZAT12与BcCBF1上的ACT核心元件结合，提出了BcZAT12与BcZAT10影响不结球白菜耐寒性的模型（图7），为进一步探究不结球白菜耐寒调控网络奠定了基础，同时也为不结球白菜遗传改良耐寒品种提供了新思路。

图7  BcZAT12与BcZAT10影响不结球白菜耐寒性的模型

南京农业大学硕士研究生陈蕾为该论文的第一作者，园艺学院侯喜林教授为该文的通信作者。博士研究生蒋程、毕业硕士生叶丽、高跃参与了本项研究。本研究获得了江苏省高等学校优势学科建设项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2023.105574

转自：“iPlants”微信公众号

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