烟草NtFAAH基因沉默通过破坏膜脂稳态加剧低温敏感性：脂质代谢与冷胁迫响应的新机制

本研究揭示了烟草脂肪酸酰胺水解酶（FAAH）通过调控膜脂组成（PC/PE/PI等）和去饱和水平介导低温响应的新机制。沉默NtFAAH导致膜脂含量下降55-89%（如DGDG减少70%）、不饱和度降低10-48%，并抑制抗氧化酶（POD/CAT）活性和冷诱导基因（NtCBF1/3/4）表达，最终增强烟草对冷胁迫的敏感性。

　　

Highlight

植物材料

选用烟草栽培种K326（Nicotiana tabacum L.）通过RNA干扰构建转基因株系，本氏烟（N. benthamiana）用于亚细胞定位实验。种子经75%乙醇（2-3分钟）和10%次氯酸钠（20分钟）表面灭菌后，播种于含1%蔗糖的MS固体培养基，两叶期幼苗移栽至温室（25±2℃, 16小时光照/8小时黑暗）。

烟草FAAH的鉴定与序列分析

烟草中存在NtFAAHα和NtFAAHβ两种同源蛋白。系统进化分析显示，NtFAAHα与林烟草NsyFAAH聚簇（Group II FAAH家族），而NtFAAHβ单独成支（图1A）。启动子顺式元件预测发现多个低温响应元件（如LTR和MYB结合位点），暗示其参与冷胁迫调控。

讨论

本研究首次揭示FAAH在植物低温响应中的关键作用。NtFAAH通过水解NAEs调控膜脂动态：沉默株系中磷脂（PG/PE/PA等）和半乳糖脂（MGDG/DGDG）含量下降50-89%，不饱和度降低10-48%，导致膜流动性受损。这种脂质紊乱伴随抗氧化酶（POD/CAT）活性下降和冷响应基因（NtCBF1/3/4）表达抑制，共同加剧低温敏感性。

结论

NtFAAH作为内质网定位的Group II FAAH，通过维持膜脂稳态（含量与不饱和度）和激活抗氧化防御系统，赋予烟草低温适应性。该发现为作物抗寒育种提供了新靶点——通过调控FAAH-NAEs-膜脂代谢轴可望增强植物抗冷性。