中国热科院在橡胶树低温应答机制研究中取得重要进展

近日，林学国际顶级期刊《Tree physiology》在线发表了中国热带农业科学院“橡胶树等主要热带作物功能基因组学研究”创新团队资助的题为“Comparative transcriptome analysis reveals an early gene expression profile that contributes to cold resistance in Hevea brasiliensis （the Para rubber tree）”的研究論文。该论文系统阐述了橡胶树低温胁迫早期在基因转录水平的调控应答机制（图1）。

橡胶树起源于巴西亚马逊河流域，属典型的热带乔木，对低温极其敏感。气温是限制橡胶树种植区域分布的主要原因。传统植胶区主要分布在南纬10°到北纬15°之间。我国植胶区地处热带北缘，主要分布在北纬18°到24°之间，受到冬、春季风影响，常常遭到寒潮和冷空气的侵袭，造成巨大损失。然而橡胶树对低温敏感的原因和抗寒力形成机制尚未明确。

本研究在转录组水平比较了橡胶树抗寒品种93-114和低温敏感材料热垦501对低温应答的差异，发现在低温胁迫后2～8 h是建立橡胶树抗寒机制的关键时期。ABA合成和代谢关键调控基因NCED、ABA2和CYP707A1，以及ABA依赖的低温应答途径MYC/MYB途径、NAC途径和AREB途径在橡胶树中并不能被完全激活，但关键基因的表达在抗寒、敏感品种间表现出显著差异。抗寒品种在低温胁迫时ABA含量积累较高，有利于ABA依赖的信号途径的激活。此外细胞质Ca2+流、ROS合成代谢等早期信号和MAPK级联信号也参与了橡胶树抗寒力的形成。

ABA非依赖的信号途径在植物中扮演了重要角色，但在橡胶树中反应较为迟缓。该信号途径的关键转录因子HbCBF1及其下游功能基因HbCOR47均在胁迫后4～8 h后才能被激活，但其表达水平在品种并未表现出显著差异。

上述研究揭示了橡胶树在低温胁迫初期的信号应答情况，解释了造成橡胶树对低温敏感、以及不同品种抗寒力差异的原因。

（摘自中国热科院橡胶研究所网，http：//www.catas.cn/index.html，2018-05-23）