研究揭示馬鈴薯抗寒新機理

　　在廣東省重點研發計劃、廣東省自然科學基金等項目的資助下，華南農業大學園藝學院馬鈴薯課題組陳琳、副研究員趙竑博等和華中農業大學園林院教授宋波濤合作，研究揭示了馬鈴薯抗寒育種機理。相關研究發表于Plant, Cell & Environment。

　　馬鈴薯普通栽培種Solanum tuberosum即缺乏組成型抗寒能力，也缺乏冷馴化能力，導致較難通過種內雜交獲得馬鈴薯抗寒能力的改良，這嚴重制約馬鈴薯產業發展；但馬鈴薯包括豐富的野生種，如S. commersonii、S. malmeanum和S. acaule等，這些野生種抗寒能力較強，但其抗寒機理尚不可知，導致馬鈴薯抗寒育種較為滯后。

　　課題組在前期鑒定了1000多個馬鈴薯基因型抗寒能力基礎上，從馬鈴薯野生種S. commersonii, S. malmeanum和 S. acaule中分別挖掘出1份抗寒能力最強的基因型，以來自S. tuberosum的2份低溫敏感基因型為對照，通過比較轉錄組分析發現，低溫處理后，S. commersonii, S. malmeanum和 S. acaule共有34個冷應答基因（上調），結合功能注釋和KEGG注釋，研究進一步圍繞其中鈣信號傳遞基因CBL1-like開展功能解析。

　　在CBL1-like超量和干涉載體的構建和轉基因株系獲得的基礎上，轉基因株系的抗寒能力鑒定結果顯示馬鈴薯CBL1-like正調控抗寒能力，且CBL1-like超表達不影響馬鈴薯主要經濟學性狀，如產量和單薯重等。進一步研究表明，CBL1-like通過提高和延長冷處理后CBF基因的表達量和持續時間，介導抗寒能力形成。

　　互作蛋白分析結果顯示，CBL1-like并不與擬南芥已報道的AtCBL1互作蛋白AtCIPK7互作，而與CIPK3-1存在互作，且CBL1-like可招募CIPK3-1至細胞膜上，同時CBL1-like與CIPK3-1均不與ICE1存在互作，可能通過全新的途徑介導CBF表達量的提高和抗寒能力形成。

　　低溫是制約我國馬鈴薯產業發展的重要環境因素之一。該研究從馬鈴薯主要抗寒野生種中挖掘出其共同調用的抗寒基因，且超表達該抗寒基因，可在提高馬鈴薯抗寒能力同時不影響主要經濟學性狀，因此針對該基因的抗寒育種將有助于促進我國馬鈴薯抗寒育種工作。