华中农大别之龙/欧阳波教授团队揭示多毛番茄提高耐冷性的新机制

番茄（Solanum lycopersicum）是我国最受欢迎的蔬菜之一，但番茄不耐低温。气温低于10 ℃时，植株生长受到显著抑制，温度低于6 ℃时间过长，植株就会死亡。低温胁迫下番茄坐果率显著降低，即使坐果也容易出现畸形果，导致番茄商品果率降低，严重影响生产效益。番茄的周年供应往往需要进行春提早或秋延后生产，低温是番茄冬春生产的重要限制因子，提高番茄植株的耐低温能力具有重要意义。生长在高海拔地区的野生多毛番茄（S. habrochaites）具有优异的耐低温特性，但其与栽培番茄之间存在严重的生殖障碍，目前主要通过作为砧木加以利用，其作为砧木提高番茄耐冷性的信号传导机制尚不明确。

2022年10月，Horticulture Research上线了（Advance Access）华中农业大学园艺林学学院别之龙教授和欧阳波教授合作完成的The Essential Role of Jasmonate Signaling in Solanum habrochaites Rootstock-mediated Cold Tolerance in Tomato Grafts研究论文。这项工作发现茉莉酸（JA）在多毛番茄嫁接增强栽培番茄耐冷性方面发挥重要作用，为进一步深入揭示多毛番茄介导的栽培番茄耐低温机制奠定了基础。

该研究通过对低温处理下栽培番茄（LA4024）接穗的生长和生理指标研究，证实了多毛番茄（LA1777）砧木可以提高番茄接穗的耐冷性。对接穗中的低温响应差异表达基因分析发现，以多毛番茄为砧木的接穗中JA生物合成和信号传导相关基因显著上调。多毛番茄植株中本底JA含量高，低温胁迫下活性JA（JA-Ile）含量更高，推测多毛番茄砧木能增强接穗中的JA信号，以此激活下游抗氧化酶类抵御低温胁迫。外源喷施JA能够增强栽培番茄植株的耐低温能力，而施用JA抑制剂DIECA则降低植株耐冷性；多毛番茄为砧木嫁接JA生物合成缺陷突变体（spr8）也表现出对低温的敏感性增加。综上表明，多毛番茄砧木可通过增强接穗中的JA信号来提高嫁接苗的耐冷性。

Fig. 6 A proposed model for S. habrochaites LA1777 rootstock-mediated cold tolerance improvement of cultivated tomato scion

华中农业大学园艺林学学院硕士研究生王丽慧为第一作者，别之龙教授和欧阳波教授为该论文的通讯作者。中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友研究员提供了JA相关突变体。本研究得到了国家重点研发计划项目（2019YFD1001900, 2022YFE0100900）和湖北省自然科学基金创新群体（2019CFA017）的资助。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhac227‍‍

转自：“园艺研究”微信公众号

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