近日，蔬菜研究所蔬菜栽培與設(shè)施工程團(tuán)隊(duì)在國(guó)際期刊《Journal of Pineal Research》（中科院一區(qū)，五年影響因子10.2）發(fā)表了題為“GATA3-COMT1-Melatonin as upstream signaling of ABA participated in Se-enhanced cold tolerance by regulate iron uptake and distribution in Cucumis sativus L.”的研究論文。該研究深入闡釋了硒誘導(dǎo)黃瓜冷脅迫抗性的作用及機(jī)制，為下一步應(yīng)用于黃瓜生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
黃瓜是我國(guó)重要的設(shè)施蔬菜，年產(chǎn)量高達(dá)7725萬噸，占世界總產(chǎn)量的81.5%（FAOSTAT 2022）。黃瓜起源于熱帶和亞熱帶，喜溫不耐冷，是冷敏感植物?，F(xiàn)階段我國(guó)北方日光溫室越冬茬和塑料大棚春秋茬基本能滿足植株正常生長(zhǎng)，然而短時(shí)斷崖式的低溫脅迫仍時(shí)有發(fā)生，是限制設(shè)施黃瓜冷季節(jié)生產(chǎn)發(fā)展的主要瓶頸之一。如何提高黃瓜抵御低溫脅迫的能力、緩解設(shè)施栽培中的低溫傷害，仍然是亟待解決的問題。
硒不僅是人體的必需微量元素，在調(diào)控植物產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆性等方面也具有重要作用。此前，該團(tuán)隊(duì)在《Frontiers in Plant Science, 2021, 12:786043》上報(bào)道了硒處理可以誘導(dǎo)褪黑素合成并參與硒提高黃瓜耐冷性的研究成果。本研究通過生理生化以及分子生物學(xué)等方法進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CsCOMT1是參與硒誘導(dǎo)褪黑素合成的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因，其轉(zhuǎn)錄表達(dá)受到轉(zhuǎn)錄因子CsGATA3的調(diào)控。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，脫落酸（ABA）作為硒和褪黑素的下游信號(hào)分子可調(diào)控鐵的吸收以及在植株內(nèi)的分布從而提高黃瓜的冷脅迫抗性。本研究不僅為硒、褪黑素、ABA等應(yīng)用于黃瓜生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)，也為下一步通過生物育種手段改良黃瓜冷脅迫抗性提供了思路。
蔬菜所溫丹博士為論文的第一作者，韓玉娟博士為論文通訊作者。蔬菜所楊寧、張文君、王曉，蠶業(yè)所聶文婧，信息所宋華魯，山東省氣候中心張繼波，濰坊市農(nóng)業(yè)科學(xué)院孫莎莎，淄博市數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展中心張海娟，沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)齊明芳等也參與了本項(xiàng)研究。本研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、山東省自然基金、國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系濟(jì)南試驗(yàn)站、山東省蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系以及院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程的支持與資助。（全文鏈接：https://doi.org/10.1111/jpi.70028）（撰稿：溫丹 核稿：王鳳德）
