番茄（Solanum lycopersicum L.）在我国北方设施越冬栽培中如遇到低温（4-12℃）胁迫，会破坏细胞膜的完整性，阻碍种子萌发、植株生长、光合作用、开花和坐果等整个生长发育过程，引起作物产量、质量和品质显著下降。嫁接可以提高番茄的低温耐受性，其砧穗间存在大量mRNA等长距离信号交流，但mRNA信号响应低温胁迫的机制仍然未知。课题组前期分析发现一个响应番茄冷驯化的mRNA，编码甲硫氨酸合成酶SlMETS1（Methionine Synthase 1）。前人研究发现METS1能催化多胺和乙烯合成的前体——S-腺苷蛋氨酸（SAM）合成，多胺能提高植物的冷响应，但SlMETS1如何响应冷胁迫、是否参与ABA、CBF-COR等低温信号通路尚不明确。

2023年10月24日，Vegetable Research在线发表了中国农业大学园艺学院高丽红教授、张文娜副教授团队题为Tomato SlMETS1 positively regulates cold stress tolerance by involving ABA biosynthesis的研究文章。本论文研究发现两种不同的低温处理（4℃、12℃＋4℃驯化）下，ABA缺陷sit突变体（sitiens）和not突变体（notabilis）均表现低温敏感（图1）。基因表达分析表明，低温胁迫下not的SlMETS1、SlABO5/6、SlCBF1和SlCOR47基因响应低温的表达趋势与WT及sit显著不同，即not响应低温更早，说明SlNCED基因敲除加快了SlMETS1基因在早期低温胁迫下的应答，二者可能参与形成ABA响应冷胁迫信号调节网络。TRV沉默SlMETS1基因导致番茄对早期（8h）低温处理敏感（图2），表明ABA及其合成途径与SlMETS1及SAM循环紧密关联来响应低温。本研究为进一步揭示番茄响应低温驯化应答分子机制提供指导，并为我国北方地区的设施番茄越冬高效栽培的提供重要理论依据。

图1 野生型WT和sit、not突变体在不同低温处理（4℃、12＋4℃）的表型变化

图2 沉默SlMETS1 基因番茄提高了早期低温响应

中国农业大学园艺学院已毕业硕士研究生刘梓溪、在读硕士研究生陈颖为该论文共同第一作者，中国农业大学园艺学院张文娜副教授为该论文通讯作者，高丽红教授参与本论文的指导工作。该研究得到了国家现代农业产业技术体系（CAS-23）和中国农业大学2115人才培育发展支持计划资助。

https://doi.org/10.48130/VR-2023-0028

关于 Vegetable Research

Vegetable Research是一本开放获取的期刊，致力于传播蔬菜作物研究进展。欢迎蔬菜研究所有领域的原创研究论文、方法、资源和综述等