陕西
柑橘是世界第一大类水果，也是我国南方最重要的果树作物。柑橘喜温畏寒，低温胁迫严重制约了柑橘产业的绿色健康发展。枳（Citrus trifoliata L.）是重要的柑橘耐寒资源，为挖掘抗寒基因提供了珍贵材料。过去很多研究表明，植物在低温胁迫下会积累甜菜碱减轻伤害，但低温下GRAS类型的转录因子参与甜菜碱积累的分子调控机制尚不明晰。
近日，广西中医药大学中药资源团队联合华中农业大学刘继红团队在Horticulture Research在线发表（Advance Access）了题为The GRAS transcription factor PtrPAT1 of Poncirus trifoliata functions in cold tolerance and modulates glycine betaine content by regulating the BADH-like gene的研究论文。该研究基于柑橘耐寒资源同时也是药用柑橘——枳，解析了其低温应答基因PtrPAT1调控甜菜碱合成与积累的分子机制。
课题组前期研究发现参与甜菜碱合成的关键酶基因PtrBADH-like受到低温强烈诱导表达，并通过酵母单杂交（Y1H）筛库技术成功捕获了一个GRAS类型的转录因子PtrPAT1，然而关于在低温胁迫下GRAS家族基因参与调控甜菜碱的合成的机制尚未有报道。
该研究通过转基因实验证实了PtrPAT1调控PtrBADH-l表达和甜菜碱合成积累从而增强枳抗寒性。随后，通过Y1H、EMSA和LUC等分子实验证明了PtrPAT1能特异性结合PtrBADH-l启动子上的TTTCATGT基序并激活其表达。此外，研究表明PtrPAT1还可能通过调控PtrPOD与PtrSOD表达参与冷胁迫下活性氧ROS的清除，进而提高枳的耐寒力。
该研究丰富了植物低温逆境下代谢物调控网络，为研发缓解药用柑橘低温伤害的技术提供了理论和实践依据。
枳PtrPAT1响应低温胁迫的作用模式图
广西中医药大学中药资源研究团队明如宏副研究员为论文第一作者，中药资源研究团队黄鼎副研究员和华中农业大学刘继红教授为共同通讯作者。相关工作得到了国家重点研发计划项目，国家自然科学基金和广西中医药大学青年科学基金的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/hr/uhae296
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