SlTHM27-SlGAD2: новый механизм устойчивости томата к холоду через GABA и антоцианы

Низкие температуры — серьезный фактор, ограничивающий продуктивность сельского хозяйства. γ-Аминобумажная кислота (GABA) повышает устойчивость растений к стрессам, но её конкретная роль в холодовом ответе была неясна.

В апреле 2024 года в журнале Horticulture Research была опубликована работа, раскрывающая этот механизм у томата.

Ключевые открытия исследования:

• Экзогенный GABA (55 мМ) значительно повышает холодоустойчивость рассады томата.
• Ген SlGAD2 — ключевой ген синтеза GABA, чья экспрессия резко возрастает при холодовом стрессе.
• Сверхэкспрессия SlGAD2:
  • Повышает уровень эндогенного GABA.
  • Уменьшает повреждение клеточных мембран.
  • Усиливает активность антиоксидантных ферментов и способность к нейтрализации активных форм кислорода (ROS).
  • Индуцирует биосинтез антоцианов в ответ на холод.
• Мутанты по SlGAD2 демонстрируют фенотип, чувствительный к холоду.
• Транскрипционный фактор SlTHM27 негативно регулирует экспрессию SlGAD2.
• При холодовом стрессе уровень SlTHM27 подавляется, что снимает его ингибирующее действие на SlGAD2.

Вывод

Исследование впервые раскрыло механизм, по которому регуляторный модуль SlTHM27-SlGAD2 отвечает на холод: подавление SlTHM27 позволяет активировать SlGAD2, что ведет к накоплению GABA и биосинтезу антоцианов, усиливая холодоустойчивость. Эти данные ценны для выведения холодостойких сортов томата.