Frekvensen och intensiteten av växtpåfrestningar har ökat de senaste åren på grund av klimatförändringar. Bland dem är låg temperatur en oundviklig miljöfaktor som begränsar jordbrukets produktivitet.
γ-aminosmörsyra (GABA) är en icke-protein aminosyra med fyra kolatomer som finns allmänt i alla livets domäner, inklusive bakterier och eukaryoter. Exogen GABA kan effektivt öka växternas tolerans mot olika påfrestningar. Den specifika verkningsmekanismen för GABA vid kyltolerans hos växter är dock inte klar.
I april 2024, Trädgårdsforskning publicerade en forskningsartikel med titeln "SlGAD2 är målet för SlTHM27, reglerar positivt kyltolerans genom att förmedla antocyaninbiosyntes i tomat", ett samarbete mellan professor Xiaohui Hus team vid Northwest A&F University och akademikern Tianlai Li vid Shenyang Agricultural University.
Denna studie visade först att exogen sprutning av 55 mM GABA signifikant ökade kyltoleransen hos tomatplantor. För att ytterligare undersöka hur GABA reagerar på kyltoleransprocessen i tomatplantor, analyserade denna studie expressionsnivåerna av GABA-syntesrelaterade gener (SlGAD1-5) under låg temperatur och fann att SlGAD2 svarade positivt på kylstress.
Det visades att överuttryck av SlGAD2 ökade endogena GABA-nivåer, minskade omfattningen av cytoplasmatiska membranskador och förbättrade antioxidantenzymaktiviteter och ROS-fångande kapacitet, medan SlGAD2-mutanter uppvisade en köldkänslig fenotyp. Intressant nog visade denna studie att överuttryck av SlGAD2 inducerade antocyaninbiosyntes som svar på kallstress genom att öka nivån av endogen GABA.
Vidare reglerades SlGAD2-uttrycket negativt av transkriptionsfaktorn SlTHM27. Emellertid undertrycktes transkriptionsnivåerna av SlTHM27 under kallstress. SlTHM27 reglerar kyltolerans negativt hos tomater genom att hämma SlGAD2-främjad GABA-ackumulering och antocyaninbiosyntes.
Sammanfattningsvis har den här studien för första gången avslöjat att mekanismen för regleringsmodulen SlTHM27-SlGAD2 reagerar på kylastress genom att reglera GABA-nivåer, vilket ger värdefulla insikter för att förbättra kyltoleransen hos tomater.
Mer information: Jingrong Wang et al, SlGAD2 är målet för SlTHM27, reglerar positivt kyltolerans genom att förmedla antocyaninbiosyntes i tomat, Trädgårdsforskning (2024). DOI:10.1093/hr/uhae096
Journalinformation: Trgårdsbruksforskning
Tillhandahålls av NanJing Agricultural University
