中国农业大学最新Cell:杨淑华团队破解玉米适应高纬度寒冷环境的分子机制

360影视 2025-01-22 09:57 2

摘要:2025年1月21日,中国农业大学杨淑华教授团队 (曾榕博士、施怡婷教授为论文第一作者) 在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为: A natural variant of COOL1 gene enhances cold tolerance for hi

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

低温严重限制了玉米的生长、产量和地理分布。然而, 玉米是如何适应寒冷气候的,目前仍不清楚。

2025年1月21日,中国农业大学杨淑华教授团队 (曾榕博士、施怡婷教授为论文第一作者) 在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为: A natural variant of COOL1 gene enhances cold tolerance for high-latitude adaptation in maize 的研究论文。

该研究发现了玉米耐寒性的一个重要调控因子 ——COOL1,COOL1 基因的一个天然突变,增强了玉米的耐寒性,从而适应高纬度环境。

在这 项研究中,研究团队通过全基因组关联研究(GWAS) 发现了一个转录因子——冷响应操作位点1(COLD-RESPONSIVE OPERATION LOCUS 1,简称COOL1),是玉米耐寒性的重要调控因子。

COOL1 基因启动子的天然突变影响了 HY5 的结合亲和力,而 HY5 是一个抑制 COOL1 转录的转录因子。COOL1 反过来又负向调控下游的冷响应基因,从而调节抗寒性。此外,钙依赖性蛋白激酶 CPK17 在冷应激时转位到细胞核并稳定 COOL1 。有趣的是,耐寒的 COOL1 等位基因主要分布在气候寒冷的高纬度北方地区。

该研究的核心发现:

COOL1 基因对玉米耐寒性具有负调控作用;

COOL1 基因启动子的天然突变导致与转录因子 HY5 的差异结合;

冷激活的 CPK17 通过磷酸化来稳定 COOL1;

COOL1 突变体增强了玉米对高纬度地区的适应性。

总的来说,该研究揭示了一条此前未知的通路——以 COOL1 中心的模块通过该通路调控玉米的耐寒性,从而适应高纬度寒冷环境 。

论文链接:

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01431-4

来源:白兔讲科学

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