Этилен регулирует реакцию винограда на холод на уровне транскрипции

Низкие температуры могут негативно влиять на развитие растений и урожайность. Известно, что этилен (ETH) положительно регулирует устойчивость к холоду. Однако его роль в транскрипционной регуляции листьев винограда при низкотемпературном стрессе оставалась малоизученной.

Исследователи из Уханьского ботанического сада Китайской академии наук выбрали в качестве экспериментального материала листья V. amurensis — дикого сорта винограда, чрезвычайно устойчивого к холоду зимой. Они изучили изменения в транскриптоме и фитогормонах листьев винограда при низкотемпературном стрессе, определили гены, регулируемые ETH, и обсудили возможное взаимодействие ETH с другими фитогормонами, индуцируемыми холодом.

Исследователи обнаружили, что два высокообогащённых семейства транскрипционных факторов, APETALA2/ETHYLENE RESPONSIVE FACTOR (AP2/ERF) и WRKY, последовательно повышали свою активность в ответ на холод, но их экспрессия подавлялась обработкой аминоэтоксивинилглицином (AVG, ингибитором синтеза ETH). Исследование было опубликовано в Plant Physiology and Biochemistry 10 марта.

Подавление синтеза ETH (с помощью AVG) позволило идентифицировать гены, положительно и отрицательно регулируемые ETH, которые участвуют в широком спектре биологических процессов, таких как транспорт растворённых веществ, биосинтез белка, действие фитогормонов, антиоксидантный и углеводный обмен.

Помимо потенциальной роли в регулировании многих аспектов клеточного метаболизма, анализ транскриптома и фитогормонов также показал, что ETH может регулировать гены, связанные с синтезом абсцизовой кислоты (ABA) и индол-3-уксусной кислоты (IAA), способствуя накоплению соответствующих фитогормонов и потенциальных последующих сигналов.

Эта работа даёт новое представление о сигнальных путях ETH и регулируемых им генах при холодовом стрессе, а также предоставляет ресурс генов-кандидатов для селекции холодоустойчивых сортов винограда.