中国农业大学最新Cell：破解玉米适应高纬度寒冷环境的分子机制

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 ofCOOL1gene enhances cold tolerance for high-la

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2025年01月22日 09:55上海

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。