中国农业大学最新《Nature Plants》

低温胁迫是影响植物生长发育的重要环境因子之一。低温胁迫下，植物通过激活低温信号转导通路来增强其对低温环境的适应能力。目前，关于拟南芥的研究已较为系统地阐明了转录水平调控和翻译后修饰在植物低温应答中的作用机理。然而，对于低温胁迫下转录后水平的调控机制，特别是可变剪接的调控机制仍知之甚少。之前研究已鉴定到一些关键组分，如剪接因子STA1及RNA结合蛋白CP29A，能够参与调控低温下特定冷响应基因转录本的可变剪接。但是，低温信号如何调控植物冷响应基因转录本的可变剪接机制，仍然是亟待解答的科学问题。

CBF/DREB1依赖的低温信号转导通路在植物冷驯化过程（cold acclimation）中发挥重要作用。研究表明，CBF/DREB1是AP2类型的转录因子，能够直接结合下游冷响应基因的启动子并调控其表达，从而在低温应答过程中发挥作用（Shi et al., Trends Plant Sci, 2018; Song et al, J Integr Plant Biol, 2021）。近日，中国农业大学生物学院施怡婷/杨淑华团队在Nature Plants在线发表题为Regulation of alternative splicing by CBF-mediated protein condensation in plant response to cold stress的研究论文，揭示了拟南芥CBF在低温下参与调控冷响应转录本可变剪接的分子机制。

该研究利用质谱技术发现，低温下CBF蛋白能够与大量剪接体相关组分如SKIP、MAC3A、U1-70K等发生相互作用。研究发现，CBF能够通过其无序结构域（IDR）与SKIP相互作用，促进SKIP蛋白的液-液相分离及核凝聚体形成。进一步研究表明，CBF介导SKIP凝聚体形成可能通过剪接体组装来富集特定的冷响应基因转录本，从而增强这些转录本在低温下的可变剪接效率。此外，CBF还可能通过调控剪接相关组分的转录，进一步影响剪接过程。因此，低温下CBF蛋白能够同时在转录水平与转录后水平参与植物的冷驯化过程（图1）。

综上所述，该研究将低温诱导的可变剪接调控与经典的CBF信号通路相联系，不仅拓展了对低温逆境下可变剪接调控机制的理解，也为全面解析转录因子的生物学功能提供新的视角。

该研究在中国农业大学生物学院植物抗逆高效全国重点实验室完成，杨淑华教授课题组已毕业博士傅迪毅为论文的第一作者，施怡婷教授为通讯作者。杨淑华团队成员博士研究生宋悦、吴时凤，已毕业博士彭悦、明宇航、李卓洋，以及中国农业大学生物学院巩志忠教授、苏震教授、宋文教授、张晓燕副教授参与了该项研究。该研究工作得到了国家自然科学基金、拼多多-中国农业大学科研基金等项目的经费支持。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41477-025-01933-x

来源：中国农业大学生物学院