中國熱科院椰子所首次利用多組學(xué)技術(shù)對(duì)三份引進(jìn)的油棕栽培品種的耐寒性進(jìn)行了評(píng)價(jià)并取得新進(jìn)展。該研究初步闡述了油棕在低溫脅迫下的應(yīng)答機(jī)理，鑒定了參與低溫應(yīng)答的主要信號(hào)通路及其富集，研究結(jié)果為作物低溫脅迫的應(yīng)答與適應(yīng)理論提供重要的補(bǔ)充，為油棕耐寒品種的培育提供理論基礎(chǔ)。
油棕是世界第一大木本油料作物，在全球熱帶地區(qū)廣泛種植，低溫脅迫對(duì)油棕生長發(fā)育及產(chǎn)量均造成不同程度的影響。但是油棕低溫脅迫下的應(yīng)答機(jī)理尚不清楚，對(duì)低溫脅迫下的油棕轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)聯(lián)合分析研究也是空白。本研究通過轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組學(xué)的聯(lián)合分析表明，油棕不同品種代謝合成和次級(jí)代謝生物合成途徑相關(guān)通路基因在轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組中呈現(xiàn)顯著的差異表達(dá)。分析發(fā)現(xiàn)了油棕不同品種有135個(gè)差異表達(dá)蛋白與低溫脅迫應(yīng)答相關(guān)，其中谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶F11（GSTF11）在OG（E. oleifera × Elaeis guineensis）和TE（Tanzania × Ekona）兩個(gè)油棕品種中的表達(dá)均顯著上調(diào)1.5倍以上。
在分析低溫脅迫對(duì)油棕光合及呼吸作用的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，低溫對(duì)呼吸及光合作用的影響尤其顯著。在油棕蛋白質(zhì)組中共鑒定出52個(gè)與呼吸相關(guān)的差異表達(dá)蛋白分別屬于TCA循環(huán)、糖酵解和電子傳遞鏈相關(guān)通路；87種差異表達(dá)蛋白參與油棕品種的光合作用，主要與光系統(tǒng)I/II相關(guān)，卡爾文循環(huán)和葉綠素a-b結(jié)合蛋白占主導(dǎo)地位，其次是類囊體管腔和細(xì)胞色素b/f復(fù)合物。研究表明TE品種中非生物、生物、熱和氧化應(yīng)激相關(guān)蛋白的積累以及光合作用相關(guān)蛋白的被抑制可能導(dǎo)致氧化應(yīng)激期間ROS清除能力的增強(qiáng)，這可能是品種TE的耐寒性高的主要原因。
該研究結(jié)果以“Integrative Omics Analysis of Three Oil Palm Varieties Reveals （Tanzania × Ekona） TE as a Cold-Resistant Variety in Response to Low-Temperature Stress”為題發(fā)表于《International Journal of Molecular Sciences》。中國熱科院椰子所亞非杰出青年科學(xué)家Mumtaz Ali Saand為論文的第一作者，楊耀東研究員為該論文的通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和科技部亞非杰出青年科學(xué)家來華工作項(xiàng)目的資助。
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https://doi.org/10.3390/ijms232314926
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