近日，中国热科院椰子研究所椰子栽培与生理团队在椰子抗寒机制研究方面取得新进展。本研究旨在评估椰子幼苗对低温的生长和生理反应，探讨椰子在低温胁迫下的转录组和代谢组变化，确定与抗寒性相关的信号通路和调控网络，为椰子对低温胁迫的反应提供了重要的见解，揭示了椰子幼苗对低温胁迫的反应分子机制，并有助于椰子抗寒基因的筛选和育种。
低温限制了椰子分布和应用，目前关于研究椰子抗寒研究鲜见报道，因此，椰子低温反应机制的研究对椰子产业发展是非常重要的基础研究工作。低温胁迫显著降低了椰子幼苗的株高和干重，然而，提高椰子幼苗生理指标如可溶性糖（SS）、可溶性蛋白（SP）、脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）含量；增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性以及提升内源激素脱落酸（ABA）、生长素（IAA）、玉米素（ZR）和赤霉素（GA）含量。在低温胁迫下，椰子幼苗中共富集了205种差异积累代谢产物，主要包括苯丙烷类、聚酮类、脂质类、有机杂环化合物、有机氧化合物、有机酸、有机酸衍生物和核苷酸类物质。大多数DEG参与丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路植物、植物激素信号转导、植物-病原体相互作用、氨基酸生物合成、氨基糖和核苷酸糖代谢、碳代谢、淀粉和蔗糖代谢、嘌呤代谢和苯丙素生物合成途径。转录因子（TF），包括WRKY、AP2/ERF、HSF、bZIP、MYB和bHLH家族，在冷胁迫下被诱导显著差异表达。此外，大多数与主要抗寒途径相关的基因，如ICE-CBF-COR、MAPK信号传导和内源性激素及其信号传导途径，都显著上调。综合代谢组和转录组分析表明，在冷胁迫下，相关基因和代谢产物主要富集在氨基酸、类黄酮、碳水化合物、脂质和核苷酸代谢途径中。总之，这项研究的结果为椰子对冷胁迫的反应提供了重要的见解，这将揭示潜在的分子机制，并有助于椰子的筛选和育种。
该研究成果以“Integrated Transcriptomic and metabolomics Analyses Reveal Molecular Responses to Cold Stress in Coconut （Cocos nucifera L.） Seedlings”为题发表于《International Journal of Molecular Sciences》。中国热科院椰子研究所卢丽兰副研究员、杨伟波为论文第一作者，杨耀东研究员为通讯作者，该研究得到了海南省自然科学基金创新团队和高层次人才项目的支持。
文章链接：https://doi.org/10.3390/ijms241914563
日期：2023-11-20
