近年来，由于气候变化，植物胁迫的频率和强度有所增加。其中，低温是限制农业生产力不可避免的环境因素。 γ-氨基丁酸 (GABA) 是一种非蛋白质四碳氨基酸，广泛存在于生命的各个领域，包括细菌和真核生物。外源GABA能有效提高植物对多种逆境胁迫的耐受性。然而，GABA在植物耐寒性方面的具体作用机制尚不清楚。
2024年4月，《园艺研究》发表了西北农林科技大学胡晓辉教授团队与沈阳农业大学李天来院士合作的研究论文“ SlGAD2是SlTHM27的靶点，通过介导番茄花青素生物合成正向调节抗寒性”。
本研究首先证明喷施55 mM外源GABA显著提高番茄幼苗的抗寒性。为了进一步研究GABA在番茄抗寒过程中的响应情况，本研究分析了低温下GABA合成相关基因( SlGAD1-5 )的表达水平，发现SlGAD2对冷胁迫有正向响应。结果表明，SlGAD2过表达可提高内源GABA水平，降低胞质膜损伤程度，提高抗氧化酶活性和ROS清除能力，而SlGAD2突变体则表现出冷敏感表型(图1)。值得注意的是，本研究表明， SlGAD2过表达通过提高内源GABA水平来诱导花青素合成以应对冷胁迫。此外，SlGAD2表达受转录因子SlTHM27的负向调控。然而， SlTHM27的转录水平在冷胁迫下受到抑制。SlTHM27 通过抑制SlGAD2促进的 GABA 积累和花青素生物合成来负向调控番茄的抗寒性。
总之，本研究首次揭示了SlTHM27- SlGAD2调控模块通过调节GABA水平应对冷胁迫的机制(图2)，为提高番茄的抗寒性提供了有价值的见解。
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