东北地理所在ALDH基因调控大豆耐低温机制研究方面获进展

大豆【Glycine max(L.) Merr.】作为重要的经济作物，为人类提供优质的植物蛋白和油脂产品，也是动物饲料的重要来源。近年来，随着国内大豆需求的增加，大豆在黑龙江省北部种植区域逐渐扩大。全球气候变化时常导致黑龙江省北部地区春季低温，影响大豆出苗率和产量。因此，培育耐低温大豆品种对于稳定黑龙江省北部地区大豆产量至关重要。

在低温环境下，植物细胞内会积累大量活性氧（ROS）破坏细胞膜结构与功能，导致水分代谢失衡，甚至使植株死亡。乙醛脱氢酶（ALDHs）能够将醛转化为相应的酸类物质，从而保护植物细胞膜免受活性氧损伤，并减轻其对植物造成的伤害。因此，通过提高大豆乙醛脱氢酶含量可以增强其对低温胁迫的抵抗能力。

中国科学院东北地理与农业生态研究所农田有害生物控制学科组孟凡立研究团队将来自花生ALDH家族的AhALDH2B6基因转入大豆受体中，发现在大豆基因组中过表达AhALDH2B6可以显著增加转基因大豆的耐低温能力（图1）。在生化方面，转基因大豆表现出丙二醛（MDA）活性降低、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）含量增加的特点，表明转基因大豆具有更强的低温耐受性。通过转录组分析发现，AhALDH2B6基因参与调控苯丙烷代谢与合成相关途径，影响植物发育，减少了低温胁迫对转基因大豆植株的损伤。该研究在大豆中实现了花生AhALDH2B6基因的表达，获得了耐低温的转基因大豆材料，明确了过表达该基因提高大豆耐低温能力的机理，为大豆耐低温育种提供了理论依据和新思路。

近期，相关研究成果以The Overexpression of Peanut (Arachis hypogaea L.) AhALDH2B6 in Soybean Enhances Cold Resistance为题，发表在Plants上。研究工作得到国家自然科学基金和黑龙江省自然科学基金的支持。

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