SfGPX与SfGST共表达协同调控绣线菊及本氏烟草低温耐受机制的创新研究

来自园艺领域的研究人员为解析绣线菊低温耐受机制，通过酵母双杂交(Y2H)和荧光素酶互补实验(LCA)验证了SfGPX与SfGST的协同作用。研究发现，尽管两蛋白无直接互作，但共表达显著提升本氏烟草和绣线菊'Gold Mound'的冷胁迫抗性，同时揭示钙信号(Ca2+ )与光合性能的关键调控作用，为园艺作物抗寒育种提供新靶点。

　　

绣线菊(Spiraea fritschiana)作为园艺明星品种，其卓越的抗寒性背后隐藏着精妙的分子调控网络。研究团队锁定两个关键玩家——谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和谷胱甘肽S-转移酶(GST)，这两个在抗坏血酸-谷胱甘肽循环中负责清除活性氧(ROS)的"清道夫"蛋白。

通过酵母双杂交(Y2H)和荧光素酶互补实验(LCA)这两把"分子显微镜"，科学家们试图捕捉SfGPX和SfGST的互动瞬间，却意外发现它们在本实验条件下并未"牵手成功"。然而剧情在转基因实验中迎来转折：当这对基因在本氏烟草(Nicotiana benthamiana)中开启"双基因共舞"模式时，植株的低温耐受性显著优于单基因表达株系，相对电导率(REC)数据如同精准的温度计，清晰记录着这种协同效应。

更令人称奇的是，当实验舞台切换到绣线菊家族内部——在抗寒型绣线菊(S. fritschiana)和敏感型品种'Gold Mound'之间进行基因编辑与过表达比较时，这对基因组合展现出"双面娇娃"特性：在'Gold Mound'中它们化身抗寒卫士降低REC，而在本家绣线菊中编辑后却导致REC升高。这种物种特异性调控模式，犹如自然界精心设计的分子开关，暗示着GPX-GST通路在不同植物中可能演化出独特的"抗寒编程语言"。

研究还捕捉到低温胁迫下钙离子(Ca²⁺
)信号的微妙波动和光合系统的应激响应，这些发现为解析植物抗寒的"分子交响乐"提供了新的乐章。尽管SfGPX-SfGST的物理互作尚未坐实，它们的功能协同性已为园艺作物抗逆改良播下希望的种子。