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【编辑推荐】为探明玫瑰高温响应机制，研究人员对正常（25℃）和高温（35℃）下玫瑰花瓣进行转录组分析，聚焦 RcHsfA6。发现其过表达通过 ABA 信号通路提升拟南芥耐热性，为玫瑰抗逆遗传改良提供理论依据。
在全球气候变暖的大背景下，高温胁迫成为限制园艺植物生长发育的重要环境因子。玫瑰（Rosa chinensis）作为兼具观赏与经济价值的木本花卉，高温会导致其叶片萎蔫、花瓣卷曲，严重影响观赏价值。然而，玫瑰应对高温胁迫的分子机制，尤其是激素信号与转录调控网络的协同作用，尚未被充分阐明。因此，揭示玫瑰高温响应的关键基因及调控通路，对提升其抗逆性、拓展栽培范围具有重要意义。
为解决上述问题，北京市农林科学院林业果树研究所的研究人员开展了玫瑰高温响应的分子机制研究。通过比较转录组分析、基因功能验证及信号通路解析，发现热激因子 RcHsfA6 在玫瑰应对高温胁迫中发挥关键作用，其研究成果发表在《BMC Plant Biology》。
研究主要采用了以下关键技术方法：首先，对 25℃（对照）和 35℃（高温处理 1 小时）的玫瑰花瓣进行转录组测序，筛选差异表达基因（DEGs）；其次，通过实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）验证基因表达模式；利用酵母单杂交（Y1H）、亚细胞定位等实验分析 RcHsfA6 的转录活性与细胞定位；通过农杆菌介导的花序浸染法，构建 RcHsfA6 过表达拟南芥株系，并进行高温胁迫处理（42℃，2 小时），分析种子萌发率及相关基因表达。
转录组分析筛选关键基因
对玫瑰花瓣在正常和高温条件下的转录组进行比较，共鉴定出 2519 个差异表达基因，其中 1491 个上调，1028 个下调。基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）分析显示，植物激素信号转导通路，尤其是脱落酸（ABA）信号通路显著富集。热激因子（Hsf）家族中，8 个基因被注释为 Hsf，其中 5 个在高温下上调，RcHsfA6 表达量显著升高，提示其可能参与 ABA 信号介导的高温响应。
RcHsfA6 的分子特征与表达模式
RcHsfA6 编码含 308 个氨基酸的蛋白，具有典型的热激因子结构域，包括 DNA 结合域（DBD）、寡聚化结构域（OD）、核定位信号（NLS）及 C 端激活域（CTAD）的 AHA 基序。系统发育分析表明，其与拟南芥 AtHsfA6 和番茄 SlHsfA6 亲缘关系密切。组织表达分析显示，RcHsfA6 在老叶中表达量最高，花瓣中最低；高温胁迫下，其表达迅速被诱导，31℃处理 30 分钟即显著上调，但长时间高温（如 42℃处理超过 1 小时）后表达量下降，表明其为早期响应基因。
RcHsfA6 增强拟南芥耐热性
通过异源过表达实验发现，RcHsfA6 转基因拟南芥在 42℃高温胁迫后，种子萌发率显著高于野生型（70% vs 25%），且热激蛋白基因（AtHsp18、AtHsp25、AtHsp70 等）表达水平显著升高。进一步研究表明，RcHsfA6 过表达株系的 ABA 含量显著增加，ABA 生物合成基因 AtABI5 和信号转导基因 AtPYL12 表达上调，而 ABA 分解代谢基因 AtCYP707A 表达下调。在外源 ABA 处理下，转基因种子萌发受到抑制，表明 RcHsfA6 通过调控 ABA 信号通路增强耐热性。
讨论与结论
本研究首次在玫瑰中揭示了 RcHsfA6 通过 ABA 信号通路调控高温响应的分子机制。尽管 RcHsfA6 缺乏典型的 AHA 激活基序，但其通过与 ABA 信号组件互作，促进 ABA 积累并激活下游耐热基因表达。研究结果不仅拓展了对玫瑰抗逆机制的认识，也为园艺植物抗逆育种提供了新靶点 ——RcHsfA6 可作为基因编辑或分子标记辅助选择的候选基因，用于培育耐高温玫瑰品种。此外，研究发现 ABA 与热激响应的协同调控网络，为解析植物多重胁迫适应机制提供了新视角。
综上所述，该研究通过多组学整合与功能验证，阐明了 RcHsfA6 在玫瑰高温响应中的核心作用，揭示了 ABA 信号通路在植物耐热性中的关键地位，为应对全球气候变化下园艺作物的适应性改良提供了理论支撑与技术储备。
