近日，Plant, Cell & Environment在線發(fā)表了南京農(nóng)業(yè)大學園藝學院侯喜林教授團隊題為“BcVQ11A-BcWRKY23-BcWRKY25 module is involved in thermotolerance by regulating phenylalanine ammonia-lyase activity in non-heading Chinese cabbage”的研究論文，揭示了BcVQ11A-BcWRKY23-BcWRKY25模塊通過調(diào)節(jié)苯丙氨酸解氨酶活性參與不結(jié)球白菜耐熱性調(diào)控的新機制。
不結(jié)球白菜(Brassica campestrisssp. chinensis)是十字花科蕓薹屬蕓薹種的3個亞種之一，為一、二年生草本植物。因其種質(zhì)資源豐富、生長周期短、單位面積產(chǎn)量高、易栽培等特點，在我國中部及以南地區(qū)周年栽培種植，占據(jù)市場重要份額，國外大量引種，已成為一種全球性的蔬菜作物。不結(jié)球白菜中富含礦物質(zhì)、膳食纖維、維生素，對調(diào)節(jié)人體酸堿平衡、新陳代謝及預(yù)防疾病具有重要作用。不結(jié)球白菜喜冷涼氣候，在25℃以上的高溫天氣生長衰弱，易感病毒病，因此，探究不結(jié)球白菜在高溫環(huán)境中的耐熱機制，以提升其產(chǎn)量和品質(zhì)，具有重要意義。
本研究發(fā)現(xiàn)不結(jié)球白菜受到熱脅迫（HS）時，BcWRKY23被迅速誘導(dǎo)表達。短期HS作用下，BcWRKY23可以直接結(jié)合自身的啟動子增強自身的表達。同時BcWRKY23直接結(jié)合BcWRKY25的啟動子，并激活其表達，BcWRKY25也在短期HS下迅速積累。BcWRKY23和BcWRKY25通過激活熱脅迫響應(yīng)（HSR）基因的表達來提高不結(jié)球白菜的耐熱性。同時，BcWRKY23和BcWRKY25共同激活BcPAL1和BcPAL2的表達，顯著增強了短期高溫下苯丙氨酸解氨酶的活性，從而增強了不結(jié)球白菜的耐熱性。在長期HS下，BcVQ11A顯著積累抑制了BcWRKY23和BcWRKY25的轉(zhuǎn)錄激活能力，使得BcPAL1和BcPAL2的表達也下調(diào)。最終導(dǎo)致苯丙氨酸解氨酶活性低于正常水平，使不結(jié)球白菜萎蔫（圖1）。
圖1BcVQ11A-BcWRKY23-BcWRKY25-BcPAL1/BcPAL2調(diào)控不結(jié)球白菜耐熱性的分子機制
南京農(nóng)業(yè)大學園藝學院侯喜林教授和張昌偉副教授為論文共同通訊作者，南京農(nóng)業(yè)大學園藝學院白菜系統(tǒng)生物學實驗室博士研究生高瞻遠，已畢業(yè)碩士研究生汪海燕和已畢業(yè)博士研究生陳曉山（現(xiàn)工作單位為河北省農(nóng)林科學院經(jīng)濟作物研究所）為論文共同第一作者，博士研究生丁強，厲恩銅，沈云樓，蔣程，李英教授等參與了這項研究。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃子課題（2022YFD1200502）、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金（KYPT2024001）和江蘇省種業(yè)振興“揭榜掛帥”項目（JBGS[2021]064）的資助。原文鏈接：
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