黄瓜CsVQ12基因的过表达调节了MeJA介导的拟南芥抗冻性和叶片衰老过程

《Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)》：Overexpression of cucumber CsVQ12 gene modulates MeJA-mediated freezing tolerance and leaf senescence in Arabidopsis

黄瓜VQ蛋白基因CsVQ12的功能研究表明其受茉莉酸诱导，作为核定位的转录激活因子，通过增强POD活性、上调冷响应基因表达提升抗寒性，同时促进叶衰老相关基因表达，提示其在衰老与抗寒调控中的双重作用，为黄瓜品种改良提供新靶点。

　　

摘要

VQ蛋白是一类具有保守的缬氨酸-谷氨酰胺（VQ）结构域的植物特异性调节因子，能够调控植物的生长、发育和应激反应。然而，VQ基因在黄瓜中的生物学功能尚未完全明了。在本研究中，首次克隆了一个黄瓜VQ家族基因成员CsVQ12以进行功能验证。该基因可被甲基茉莉酸（MeJA）诱导表达，CsVQ12在细胞核中作为转录激活因子发挥作用。与野生型（WT）植物相比，经过CsVQ12基因改造的拟南芥（Arabidopsis）植物在遭受冰冻胁迫时表现出较低的丙二醛（MDA）含量和相对电解质泄漏，同时过氧化物酶（POD）活性增强，内源性抗寒基因（AtCBF2、AtCBF3、AtCOR15A和AtKIN1）的表达也上调，这些变化可能有助于提高植物的抗逆能力。此外，CsVQ12的过表达会促进拟南芥叶片的衰老，并伴随相关衰老相关基因的表达变化。全面的表型和生理分析证实，CsVQ12可能通过茉莉酸（JA）信号通路来调控黄瓜的叶片衰老和抗冰冻胁迫能力。这些发现为理解CsVQ12的功能奠定了基础，并为培育早熟且耐寒的黄瓜品种提供了重要的遗传靶点。