SmGATA15与SmMYC2互作通过调控叶绿素积累增强茄子冷胁迫耐受性的分子机制

本研究揭示了茄子(Solanum melongena)在冷胁迫下通过SmGATA15-SmMYC2转录调控模块激活叶绿素合成关键基因(HEMA/CHLG/PORA/PAO)表达，同时增强ICE-CBF-COR通路活性的分子机制。该发现为茄科作物抗寒育种提供了新靶点，首次阐明GATA家族转录因子通过双重调控（叶绿素代谢+冷响应通路）提升植物抗逆性的协同作用模式。

　　

亮点发现

• 冷胁迫显著诱导茄子叶片叶绿素含量变化(p<0.05)，"E7134"耐寒品种在胁迫初期(1-2天)含量提升26.3%，而敏感品种"E7145"在7天时下降27.2%

• 通过转录组分析锁定核心调控因子SmGATA15，其在拟南芥中的异源过表达证实可激活叶绿素合成关键基因(SmHEMA/SmCHLG/SmPORA/SmPOA)并增强过氧化物酶活性

• 酵母双杂交(Y2H)和双分子荧光互补(BIFC)实验揭示SmMYC2与SmGATA15存在蛋白互作，协同促进靶基因转录激活

讨论

叶绿素含量作为环境胁迫的敏感指标，其稳态平衡直接影响植物光合效率与氧化损伤程度。本研究发现SmGATA15-SmMYC2复合物通过双重作用机制：1）直接激活叶绿素结构基因启动子；2）上调ICE-CBF-COR冷响应网络基因(如CBF2/ICE1/COR15b)表达。这种"代谢-信号"双轨调控模式为解释茄科植物抗寒性差异提供了新视角。

结论

研究首次绘制出SmGATA15介导的茄子抗寒调控网络：冷胁迫→SmGATA15表达上调→与SmMYC2形成转录激活复合物→协同促进叶绿素合成基因表达→维持叶绿体稳态→降低ROS积累→增强ICE-CBF-COR通路活性→最终提升植株整体抗寒能力。该发现为分子设计育种提供了理论依据和候选基因资源。