Рост-регулятор 5-аминолевулиновая кислота повышает холодоустойчивость томатов

Низкотемпературный стресс, как один из основных абиотических стрессов, серьезно тормозит рост растений и негативно влияет на урожайность и качество культур. 5-Аминолевулиновая кислота (ALA), регулятор роста, широко присутствующий у животных и растений, широко используется в процессах устойчивости растений к холоду благодаря своим эффективным, нетоксичным и легко разлагаемым характеристикам.

Однако большая часть текущих исследований, связанных с ALA, сосредоточена на конечной точке регуляторной сети. Конкретный молекулярный механизм действия ALA на ранних этапах холодоустойчивости растений все еще неясен и требует дальнейшего изучения.

В январе 2024 года Horticulture Research опубликовал исследование "5-Aminolevulinic acid improves cold resistance through regulation of SlMYB4/SlMYB88-SlGSTU43 module to scavenge reactive oxygen species in tomato", выполненное группой под руководством Ху Сяохуэй из Северо-Западного университета A&F.

В этом исследовании у томата (Solanum lycopersicum L.) был идентифицирован ген глутатион-S-трансферазы SlGSTU43. Результаты показывают, что ALA сильно индуцирует экспрессию SlGSTU43 при холодовом стрессе. Трансгенные линии томата, сверхэкспрессирующие SlGSTU43, продемонстрировали значительно повышенную способность улавливать активные формы кислорода и явную устойчивость к низкотемпературному стрессу, тогда как мутантные линии по SlGSTU43 были чувствительны к нему.

Кроме того, результаты демонстрируют, что ALA не повышала толерантность мутантных линий к низкотемпературному стрессу. Таким образом, исследование предполагает, что SlGSTU43 является важным геном в процессе улучшения ALA холодоустойчивости томатов.

Дальнейшие исследования с помощью анализов EMSA, Y1H, LUC и ChIP-qPCR подтвердили, что транскрипционные факторы SlMYB4 и SlMYB88 могут регулировать экспрессию SlGSTU43, связываясь с его промотором. Эксперименты также показали, что SlMYB4 и SlMYB88 участвуют в процессе усиления ALA толерантности томата к холоду, положительно регулируя экспрессию SlGSTU43.

Эти находки дают новое понимание механизма, с помощью которого ALA повышает устойчивость томата к низкотемпературному стрессу.