研究揭示马铃薯抗寒新机理

　　在广东省重点研发计划、广东省自然科学基金等项目的资助下，华南农业大学园艺学院马铃薯课题组陈琳、副研究员赵竑博等和华中农业大学园林院教授宋波涛合作，研究揭示了马铃薯抗寒育种机理。相关研究发表于Plant, Cell & Environment。

　　马铃薯普通栽培种Solanum tuberosum即缺乏组成型抗寒能力，也缺乏冷驯化能力，导致较难通过种内杂交获得马铃薯抗寒能力的改良，这严重制约马铃薯产业发展；但马铃薯包括丰富的野生种，如S. commersonii、S. malmeanum和S. acaule等，这些野生种抗寒能力较强，但其抗寒机理尚不可知，导致马铃薯抗寒育种较为滞后。

　　课题组在前期鉴定了1000多个马铃薯基因型抗寒能力基础上，从马铃薯野生种S. commersonii, S. malmeanum和 S. acaule中分别挖掘出1份抗寒能力最强的基因型，以来自S. tuberosum的2份低温敏感基因型为对照，通过比较转录组分析发现，低温处理后，S. commersonii, S. malmeanum和 S. acaule共有34个冷应答基因（上调），结合功能注释和KEGG注释，研究进一步围绕其中钙信号传递基因CBL1-like开展功能解析。

　　在CBL1-like超量和干涉载体的构建和转基因株系获得的基础上，转基因株系的抗寒能力鉴定结果显示马铃薯CBL1-like正调控抗寒能力，且CBL1-like超表达不影响马铃薯主要经济学性状，如产量和单薯重等。进一步研究表明，CBL1-like通过提高和延长冷处理后CBF基因的表达量和持续时间，介导抗寒能力形成。

　　互作蛋白分析结果显示，CBL1-like并不与拟南芥已报道的AtCBL1互作蛋白AtCIPK7互作，而与CIPK3-1存在互作，且CBL1-like可招募CIPK3-1至细胞膜上，同时CBL1-like与CIPK3-1均不与ICE1存在互作，可能通过全新的途径介导CBF表达量的提高和抗寒能力形成。

　　低温是制约我国马铃薯产业发展的重要环境因素之一。该研究从马铃薯主要抗寒野生种中挖掘出其共同调用的抗寒基因，且超表达该抗寒基因，可在提高马铃薯抗寒能力同时不影响主要经济学性状，因此针对该基因的抗寒育种将有助于促进我国马铃薯抗寒育种工作。