根系来源反式玉米素型细胞分裂素通过调控能量代谢增强水稻幼苗耐寒性机制研究

本研究针对水稻幼苗低温敏感性问题，由科研团队通过转录组与代谢组学分析发现，根系来源的反式玉米素(tZ)型细胞分裂素通过激活糖酵解和三羧酸(TCA)循环等能量代谢途径，显著提升ATP含量和能量电荷，从而增强水稻耐寒性。该发现为通过细胞分裂素信号通路调控提高水稻抗寒能力提供了重要理论依据。

　　

水稻幼苗对低温胁迫高度敏感。细胞分裂素(Cytokinins)作为植物体内重要的内源信号分子，在调控应激反应中起着关键作用。本研究通过对比耐冷品种(HY73)与冷敏感品种(WFY286)在低温处理(11°C持续8小时)下的转录组和代谢组谱发现，细胞分裂素与能量代谢途径（包括糖酵解(Glycolysis)和三羧酸循环(Tricarboxylic Acid Cycle)）与水稻耐寒性密切相关。耐冷品种HY73在叶片中表现出更高水平的根系来源反式玉米素(trans-Zeatin, tZ)型细胞分裂素、增强的能量代谢、升高的ATP含量以及更高的能量电荷。进一步研究证实，tZ型细胞分裂素运输缺陷突变体abcg18^abcg18表现出耐寒性降低、能量代谢活性下降以及ATP和能量电荷水平减少。外源喷洒tZ可显著改善WFY286和abcg18的能量代谢和耐寒性。这些结果表明，根系来源的tZ型细胞分裂素通过促进能量代谢和维持细胞能量稳态来增强水稻幼苗的低温适应能力。