近日，中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所葫蘆科蔬菜遺傳育種創(chuàng)新團隊在黃瓜耐冷分子機制研究上取得重要進展。該研究揭示了CsSGR調控黃瓜冷脅迫的分子機制，鑒定了CsSGR編碼區(qū)SNP323是影響CsSGR蛋白作用及黃瓜耐冷性的重要功能位點，發(fā)現(xiàn)耐冷單倍型CsSGRHapG參與黃瓜對高緯度寒冷地區(qū)的適應性。相關研究結果以 “Natural variation in STAYGREEN contributes to low temperature tolerance in cucumber”為題發(fā)表于國際著名植物學期刊Journal of Integrative Plant Biology上（IF=11.4）。 　　黃瓜是世界上重要的經(jīng)濟蔬菜作物，冷脅迫是制約黃瓜早熟豐產(chǎn)的重要環(huán)境因子。研究黃瓜耐冷的分子機制，挖掘優(yōu)良等位變異，選育耐冷的優(yōu)異種質成為育種亟待解決的問題。然而，長期以來黃瓜耐冷的基因挖掘及分子調控機制等研究匱乏，嚴重限制了耐冷分子育種進程。 　　該研究對173份黃瓜核心種質進行耐冷性評價，通過GWAS分析，發(fā)現(xiàn)CsSGR外顯子上一個SNP變異與耐冷顯著關聯(lián)，該基因編碼一個衰老誘導的葉綠體滯綠蛋白。單倍型分析發(fā)現(xiàn)攜帶CsSGRHapA等位基因的155份材料的冷害指數(shù)顯著高于攜帶CsSGRHapG等位基因的材料，且所有攜帶CsSGRHapG等位基因的材料均表現(xiàn)為耐冷。CsSGR基因編輯株系的耐冷能力顯著提高，且含有更高的葉綠素含量和降低的ROS水平，表明CsSGR是黃瓜耐冷的負調控因子。通過Dual-LUC和EMSA等實驗證明CsCBF1轉錄因子可以結合CsSGR的啟動子并直接激活其表達。進一步對SNP變異進行分析，發(fā)現(xiàn)該位點自然變異影響CsSGR與CsNYC1的結合，從而影響葉綠素的降解。在耐冷單倍型CsSGRHapG中，CsSGR與CsNYC1的結合能力減弱，葉綠素含量提高，ROS水平降低。單倍型的地理分布表明CsSGRHapG只存在于歐洲和北美洲種質中，表明其可能與高緯度寒冷地區(qū)的適應性相關，對黃瓜在寒冷地區(qū)栽培中發(fā)揮重要作用。該研究結果為闡明黃瓜響應冷脅迫分子機制提供了重要理論依據(jù)，也可為耐冷品種培育提供基因資源。 　　該研究以中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所為第一和通訊作者單位。張圣平研究員、苗晗副研究員和作物科學研究所孫加強研究員為共同通訊作者。董邵云副研究員、李彩霞博士研究生、田豪杰已畢業(yè)碩士為論文共同第一作者。該研究受到國家自然科學基金、現(xiàn)代農業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系、中國農業(yè)科學院創(chuàng)新工程等項目資助。 　　原文鏈接： https://doi.org/10.1111/jipb.13571