Polyaminer (PA), inklusive putrescin (Put, en diamin), spermidin (Spd, en triamin) och spermin (Spm, en tetramin), är lågmolekylära polykatjoner och alifatiska kväveinnehållande ämnen. De spelar viktiga roller i växternas övergripande livscykel, från fröns groning till fruktmognad, abscission och åldrande. Det har funnits ett växande intresse för studier av PA som är involverade i växtpåfrestningar, inklusive torka, hypoxi, hög temperatur, låg temperatur, salthalt och metalltoxicitet. Huvudrollen för PA vid växtstress är att motverka skador orsakade av reaktiva syrearter (ROS) och att förhindra skador på fria radikaler eller oxidativ stress samtidigt som de modulerar jonkanaler för att skydda morfologin och integriteten hos cellmembran, nukleinsyror och proteiner. . PA interagerar med hormonvägar (eten, jasmonat, auxin, gibberelliner, cytokininer, abscisinsyra [ABA], salicylsyra och brassinosteroider) och andra signalmolekyler (Ca ²⁺ , NEJ, H₂ O₂ och gamma-aminosmörsyra) för att hjälpa växter att klara av ogynnsamma miljöer.

Under de senaste två decennierna har det funnits en framväxande förståelse för överhörningen mellan ABA och PA som svar på miljöstress. ABA-responsiva element (ABRE)-bindande faktorer (ABF) är kärnkomponenter i ABA-signalering och är brett involverade i växttillväxt och utveckling, såväl som svar på biotiska och abiotiska påfrestningar som kyla. C-repeterande bindningsfaktorer (CBF) verkar vid korsningen av det transkriptionella regulatoriska nätverket som ligger till grund för kallstressrespons. De kan binda direkt till DRE/CRT (dehydration-responsive element/C repeat) cis-verkande element i promotorerna av kallreglerade (COR) gener och utlösa deras uttryck för att hjälpa växter att stå emot den bittra kylan.

Melon, som har sitt ursprung i tropiska och subtropiska områden men nu odlas över hela världen, är känslig för köldskador på tempererade breddgrader. Bevis tyder på att exogen ABA kan förbättra kyltoleransen hos orientaliska melonplantor, och PA-ackumulering bidrar till anpassning till hypoxistress i rotzonen, Ca(NO₃ )₂ stress och salthalt-alkalinitetsstress hos melonplantor, samt köldstress i melonfrukt. Endast två CmCBFs, CmCBF1 och CmCBF3, har identifierats, och deras uttryck är positivt korrelerat med kyltolerans i melonfrukt. Huruvida PA-, ABA- och CBF-vägarna synergistiskt reglerar melonköldtolerans har dock i stort sett varit okänt.

Nyligen rapporterade forskare från Shenyang Agricultural University att ABA-, CBF- och polyaminvägarna kan bilda ett samarbetsnätverk för att kontrollera växternas kylstressrespons. I ett preliminärt experiment fann författarna att bland de tre PA var endast Put närvarande i signifikant högre nivåer i en köldtolerant genotyp jämfört med en köldkänslig genotyp. Eftersom arginindekarboxylas (ADC) är nyckelsyntetaset som katalyserar putrescin biosyntes i växter, undersökte författarna sedan uttrycket av den ADC-kodande genen CmADC under kallbehandling. Som väntat inducerade lågtemperatur CmADC-expression och sekvensanalys visade att CmADC-promotom innehöll minst tre ABRE- och tre DRE-motiv. Författarna isolerade fyra CmCBFs och fem CmABFs som signifikant inducerades som svar på kallstress. CmABF1 och CmCBF4 valdes ut som kandidat-TF:er som direkt kunde binda till promotorfragment av CmADC in vitro och i planta för att främja dess transkription. Virusinducerade gentystnadsanalyser (VIGS) visade vidare att CmABF1 och CmCBF4 spelade positiva roller i kyltoleransen hos melonplantor genom att främja Put-syntesen. Detta arbete har publicerats i tidskriften Horticulture Research .

"Vår studie ger nya bevis för att ABA- och CBF-vägarna i kallt svar inte är helt oberoende och att CmADC är i korsningen av dessa vägar", sa forskarna.