华中农业大学在国际权威期刊(IF=15.3)发表研究成果

近日，华中农业大学产祝龙教授团队在Journal of Advanced Research期刊发表题为“Divergent regulation of DREB1A by ICE1 and ABF4 contributes to distinct cold adaptation in four turfgrass species”的研究论文。

研究团队以4种广泛用于草坪建植和园林绿化的草坪草为研究对象，包括冷季型多年生黑麦草和高羊茅，以及暖季型狗牙根和结缕草。研究发现，尽管冷季型和暖季型草坪草的DREB1A编码序列在功能上高度保守，均能增强转基因植物的耐寒性，但其启动子的活性却存在显著分化。在拟南芥cbfs-1突变体功能回补实验中，来自暖季型草坪草的DREB1A启动子能够完全挽救突变体的冷敏感表型，而来自冷季型草坪草的启动子则几乎无此能力。水稻转基因实验进一步证实，狗牙根CdDREB1A启动子驱动的冷诱导表达强度和耐寒性均显著优于高羊茅FaDREB1A启动子。

进一步研究发现，转录因子ICE1是造成这一功能分化的关键因素。酵母单杂交和双荧光素酶报告实验证实，拟南芥AtICE1能够特异性结合并激活暖季型草坪草的DREB1A启动子，但对冷季型草坪草的启动子无显著激活作用。同源实验进一步确认，暖季型草坪草自身的ICE1蛋白能够结合并激活其DREB1A启动子，而冷季型草坪草的ICE1蛋白则不具备这一能力。

研究团队在冷季型多年生黑麦草中发现了一条全新的低温适应通路。研究表明，转录因子LpABF4能够直接结合并激活LpDREB1A1启动子的转录。在多年生黑麦草中过表达LpABF4或LpDREB1A1均能显著增强植株的耐寒性。