多組學(xué)分析揭示褪黑素在番茄應(yīng)對(duì)夜間低溫中的調(diào)節(jié)作用
日期：2022-11-04 16:34:00
2022年10月19日，開源期刊Antioxidants（IF=7.675，Q1）在線發(fā)表了沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)和酒泉市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院聯(lián)合署名的文章“Integrated Physiological, Transcriptomic, and Proteomic Analyses Reveal the Regulatory Role of Melatonin in Tomato Plants’ Response to Low Night Temperature”。近年來(lái)的研究表明，褪黑素在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中具有多種調(diào)控作用，尤其是作為抗氧化劑或信號(hào)分子在提高作物抗逆性上發(fā)揮重要作用。在北方地區(qū)、低溫是限制設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的主要環(huán)境因素，在這項(xiàng)研究中作者綜合利用光合熒光分析、氣孔和葉綠體結(jié)構(gòu)觀察、生理生化分析、轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組學(xué)的方法系統(tǒng)分析了褪黑素對(duì)低夜溫脅迫下番茄葉片光合性能的調(diào)控。研究結(jié)果表明，外源褪黑素處理顯著提高了低夜溫脅迫下番茄葉片光合和蒸騰速率、以及氣孔開度，減輕了低夜溫對(duì)番茄葉片葉綠體結(jié)構(gòu)的損傷程度。褪黑素處理能夠加強(qiáng)光系統(tǒng)Ⅰ的光保護(hù)從而減輕低夜溫導(dǎo)致的光抑制。作者利用轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)篩選到受褪黑素調(diào)控的與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、環(huán)境適應(yīng)性和葉綠體功能維持相關(guān)的基因和一些關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。這項(xiàng)研究表明褪黑素能夠有效緩解低夜溫對(duì)番茄葉片光合性能的抑制，研究結(jié)果為進(jìn)一步挖掘褪黑素調(diào)控低溫抗性的信號(hào)通路提供了新見(jiàn)解。圖1 外源褪黑素對(duì)低夜溫脅迫番茄葉片抗氧化系統(tǒng)和葉綠體結(jié)構(gòu)完整性的影響圖2 外源褪黑素對(duì)低夜溫脅迫下番茄葉片氣孔開度和光合氣體交換參數(shù)的影響圖3 外源褪黑素對(duì)低夜溫脅迫番茄葉片光能分配和電子傳遞活性的影響圖4 外源褪黑素對(duì)低夜溫脅迫番茄植株光合氣體交換和葉綠素?zé)晒獾挠绊?/span>圖5 褪黑素處理和未處理的番茄植株在夜間低溫下的差異表達(dá)基因 (DEG) 分析圖6 Go和KEGG富集分析褪黑素在夜間低溫下調(diào)節(jié)番茄葉片中的DEG圖7 褪黑素處理和未處理的番茄植株在夜間低溫下的差異表達(dá)蛋白 (DEP) 分析圖8 褪黑素在夜間低溫下調(diào)節(jié)番茄葉片中DEP的Go和KEGG富集分析感謝文章第一作者楊小龍博士對(duì)本文翻譯整理的大力支持。
