摘要：近日，中国农业科学院果树研究所赵德英团队和沈阳农业大学秦嗣军团队在Plant Physiology and Biochemistry联合发表了题为“Galactinol synthase gene 5 (MdGolS5) enhances the cold r
近日，中国农业科学院果树研究所赵德英团队和沈阳农业大学秦嗣军团队在Plant Physiology and Biochemistry联合发表了题为“Galactinol synthase gene 5 (MdGolS5) enhances the cold resistance of apples by promoting raffinose family oligosaccharide accumulation”的研究论文。
寒富是北方冷凉地区广泛栽培的大果型抗寒苹果品种，其响应低温冻害的分子机制一直是研究的重点。为了深入探索寒富苹果在休眠期间响应低温冻害的分子机制，作者首先组装了寒富的染色体级别基因组，并以寒富基因组为参考基因组，通过转录组和代谢组技术发现棉子糖家族寡糖代谢途径关键限速酶的编码基因MdGolSs转录水平升高，并伴随大量肌醇半乳糖苷的积累。尽管这一发现揭示了肌醇半乳糖苷在苹果低温响应中的潜在作用，但关于外源喷施肌醇半乳糖苷对苹果抗寒性直接影响的研究却少有报道。
因此，本研究首先聚焦于外源肌醇半乳糖苷处理对苹果一年生枝条的影响，首次发现了外源喷施100 mg·mL-1肌醇半乳糖苷能够有效缓解低温胁迫对苹果幼苗的伤害。进一步的作者发现过表达MdGolS5的转基因苹果愈伤组织和烟草表现出较强的耐寒性，其中，在-2℃的低温处理下，过表达MdGolS5的转基因烟草的SOD等抗氧化酶和肌醇半乳糖苷酶活性升高，MDA、O₂⁻和H₂O₂含量均显著低于野生型，且并积累大量的脯氨酸、肌醇半乳糖苷和棉子糖。此外，冷响应基因MdCBFs和MdCOR47在转基因烟草中的表达水平也显著上调，进一步证实了MdGolS5在调控植物低温适应过程中的重要作用。综上所述，本研究不仅首次揭示了外源肌醇半乳糖苷对苹果幼苗低温保护的直接效应，还通过过表达MdGolS5深入探讨了棉子糖家族寡糖合成代谢在植物低温适应中的新机制，为苹果抗寒性状遗传改良提供了理论基础。肌醇半乳糖苷增强苹果耐寒性的工作模型
作者及其团队介绍：中国农业科学院果树研究所徐功勋博士为论文的第一作者，中国农业科学院果树研究所赵德英研究员和沈阳农业大学秦嗣军教授为该文的共同通信作者。该研究获得国家现代苹果产业技术体系（CARS-27）、辽宁省科学研究项目（LJKMZ20221026）、中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP）等项目的资助。
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来源：科学大硬盘
