近日，国际期刊Antioxidants（IF=7.675）在线发表了中国农业科学院蔬菜花卉研究所设施栽培课题组设施栽培团队题为“Photosynthesis Mediated by RBOH-Dependent Signaling Is Essential for Cold Stress Memory”的研究论文，从生物信息、植物生理、光合参数和基因表达等方面首次研究了抗氧化相关信号——呼吸爆发氧化酶信号（RBOHs）调控黄瓜幼苗低温胁迫记忆的机制。

植物的耐低温胁迫性可分为三种：基础耐低温胁迫性（BCT）、获得耐低温胁迫性（ACT）和维持获得耐低温胁迫性（MACT）。BCT是指植物没有经过任何低温适应的耐低温性；ACT指的是植物能够从一个较适中的低温胁迫中获得耐低温性；无论植物接下来是否暴露于低温胁迫下，经过低温驯化后其耐冷性可以维持数天，称为MACT（也称为短期低温胁迫记忆）。研究表明，MACT在遗传学上区别于BCT和ACT，是一个不同的响应过程，且潜在的信号机制仍未被揭示。

本文研究发现，冷胁迫驯化(CS-ACC)能够诱导黄瓜幼苗获得耐低温胁迫性，同时能够增强对获得耐低温胁迫性的维持。CS-ACC后的恢复期间，由CsRBOH编码的H2O2含量和NADPH氧化酶活性能维持较高水平，而CS-ACC后抑制RBOH-Dependent信号显著降低了黄瓜幼苗的H2O2含量、NADPH氧化酶活性和MACT。CsRBOH家族中的CsRBOH2、3、4和5在CS-ACC后的恢复期间能够维持高表达，同时，在记忆相关CsRBOHs基因的启动子中发现了许多BZR的激活位点E-box（油菜素内酯下游关键转录因子BZR/BES结合位点）；并且CsBZRs家族中的CsBZR1和CsBZR3在CS-ACC后的恢复过程中也表现出持续高表达。在CS-ACC后抑制RBOH-Dependent信号或BRs均能打破CsRBOHs和CsBZRs家族中的记忆相关基因表达的维持。本研究还发现，CS-ACC后，随着恢复时间的延长，光合效率先下降后上升，甚至在恢复到48 h时高于对照；然而，抑制RBOH-Dependent信号后光合效率显著下降。进一步利用黄化幼苗试验首次发现，CS-ACC后维持较高的光合水平是维持低温胁迫记忆的关键。综上所述，RBOH-Dependent信号介导光合参与调控低温胁迫记忆。

中国农业科学院蔬菜花卉研究所在读博士狄清华为论文第一作者，于贤昌教授和孙敏涛助理研究员为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程和国家大宗蔬菜产业技术体系的项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.3390/antiox11050969

转自：植物科学最前沿

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