冷抑制转录因子StWRKY70通过协同调控淀粉降解与呼吸代谢通路增强马铃薯块茎抗冷诱导糖化

本研究揭示了马铃薯冷抑制转录因子StWRKY70通过三重机制协同增强抗冷诱导糖化（CIS）能力：下调淀粉酶基因（StAMY23/StBAM1/StBAM9）抑制淀粉降解，抑制酸性转化酶基因（StvacINV1）减少蔗糖水解，同时激活呼吸代谢（StFBP/StALDOs等）和细胞壁多糖再合成通路（StUGDH）。该发现为马铃薯冷链保鲜提供了新靶点。

　　

Highlight

冷诱导糖化（CIS）是马铃薯冷链存储时还原糖异常积累的现象，严重影响薯片加工品质。本研究首次发现冷抑制型WRKY转录因子StWRKY70能通过"三重奏"机制协同提升抗CIS能力：像交通警察般精准调控淀粉降解、蔗糖水解和呼吸代谢三大通路。

Plant materials and growth conditions

实验采用马铃薯基因型10908-06和E3，组培苗在含4%蔗糖的MS固体培养基（7 g·L^-1琼脂）中培养，光照强度100 μmol·m^-2·s^-1，移栽后温室条件为18-25℃/300 μmol·m^-2·s^-1光照。

Identification and characterization of StWRKY70

从冷存块茎中克隆的StWRKY70（蛋白序列与拟南芥AtWRKY70同源度56%）在低温下表达受抑，与淀粉降解基因StAMY23/StBAM1/StBAM9及蔗糖水解基因StvacINV1呈现"跷跷板"式表达模式。

Discussion

CIS涉及淀粉降解、蔗糖水解和呼吸代谢通路的复杂交响。StWRKY70如同代谢指挥家，不仅抑制淀粉酶基因（"刹车"机制）和酸性转化酶（"断糖"策略），还激活呼吸代谢基因（"燃烧"通路）和细胞壁多糖合成基因（"分流"途径），这种多靶点调控为马铃薯品质改良提供了新思路。

Conclusion

StWRKY70通过"两抑制一促进"的协同机制：压制淀粉降解和蔗糖水解，同时激活呼吸消耗和细胞壁合成，如同为马铃薯块茎装上抗寒"智能温控系统"。该发现为开发低还原糖马铃薯品种提供了精准分子靶标。