南湖新闻网讯（通讯员 寇爽）近日, The Plant Journal在线发表了华中农业大学马铃薯团队题为“转录组与代谢组分析揭示腐胺代谢途径精氨酸脱羧酶基因ADC1对马铃薯驯化耐寒的重要作用”（The arginine decarboxylase gene ADC1, associated to the putrescine pathway, plays an important role in potato cold-acclimated freezing tolerance as revealed by transcriptome and metabolome analyses）的文章，进一步揭示了马铃薯抗寒的分子机制。
马铃薯是世界第四大粮食作物，栽培种Solanum tuberosum不耐霜冻，而且没有低温驯化能力，各主要产区常常遭受低温霜冻危害，造成严重损失。由于可资利用的抗寒资源缺乏，抗寒机理不明，致使马铃薯抗寒育种长期止步不前。该研究经过近十年的努力，通过筛选抗寒野生种，利用转录组和代谢组结合的策略，发现多胺代谢途径中与腐胺合成相关的基因在低温条件下特异上调表达，且腐胺受冷诱导特异累积。进一步比较马铃薯对低温敏感程度不同的基因型，明确了精氨酸脱羧酶所调控的腐胺合成是响应低温的重要途径，ADC1基因发挥了关键作用。体外腐胺施用和转基因功能研究进一步证实，ADC1基因参与的腐胺代谢是马铃薯驯化抗寒的重要机制，通过4℃低温驯化处理14天，再在-2℃条件下8天后测试，施用腐胺的植株电解质渗透率由66.17%下降到了40.51%。两个超量表达ADC1基因的株系则由58.77%下降到了11.98%和13.2%，植株的抗寒性得到了显著提升。研究还首次证明转录因子CBF信号途径参与了ADC1基因调控的马铃薯驯化抗寒。
谢从华教授的博士研究生寇爽和实验室博士后研究人员陈琳为共同第一作者，宋波涛教授和谢从华教授为共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、国家现代农业产业技术体系和湖北省科技创新专项等项目资助。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/tpj.14126
