烟草 NtHHL5 通过膜脂质稳态与 CBF 信号通路负调控耐寒性的分子机制

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《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》：NtHHL5 modulates lipid metabolism and negatively regulates cold tolerance in Nicotiana tabacum

【字体：大中小】 时间：2026年10月30日 来源：Chemical and Biological Technologies in Agriculture 5.8

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　　摘要背景 NtHHL5是一种类似3-羟基异丁酰辅酶A水解酶的蛋白质，是这种酶家族中潜在的重要成员。其在植物中的生物学功能尚未得到充分研究，尤其是在烟草（Nicotiana tabacum L.）中的应激响应中的作用仍不清楚。寒冷胁迫是严重影响烟草生长

摘要

背景

NtHHL5是一种类似3-羟基异丁酰辅酶A水解酶的蛋白质，是这种酶家族中潜在的重要成员。其在植物中的生物学功能尚未得到充分研究，尤其是在烟草（Nicotiana tabacum L.）中的应激响应中的作用仍不清楚。寒冷胁迫是严重影响烟草生长和生产力的主要非生物因素，但NtHHL5在这一过程中的具体作用仍有待阐明。

结果

系统发育分析表明，NtHHL5与茄科植物的同源蛋白密切相关，并包含一个参与脂肪酸代谢的保守ECH_2结构域。表达谱分析显示，NtHHL5主要在毛状体中表达，并且会在低温下显著上调。亚细胞定位结果显示，NtHHL5-GFP融合蛋白同时定位于细胞核和内质网。对NtHHL5 RNAi植株进行的脂质组分析表明，其叶片脂质组成发生了显著变化：特定类型的半乳糖脂、磷脂和溶血磷脂的水平升高，同时多种脂质的饱和度降低，这可能有助于在寒冷胁迫下提高膜稳定性。表型上，NtHHL5 RNAi植株表现出更强的耐寒性，表现为活性氧（ROS）积累减少、丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）含量降低，以及抗氧化酶（POD、SOD、CAT）活性增强。此外，在寒冷胁迫下，NtHHL5的沉默会上调包括NtICE1、NtCBF1-2和NtCOR413在内的关键应激响应基因的表达。

结论

NtHHL5被确定为Nicotiana tabacum中耐寒性的负调控因子。我们的研究发现表明，NtHHL5通过破坏膜脂质稳态、削弱抗氧化防御系统并抑制CBF信号通路来负调控植物的耐寒性。本研究确定了NtHHL5作为提高烟草及其他作物耐寒性的潜在遗传靶点。

图解摘要

背景

NtHHL5是一种类似3-羟基异丁酰辅酶A水解酶的蛋白质，是这种酶家族中潜在的重要成员。其在植物中的生物学功能尚未得到充分研究，尤其是在烟草（Nicotiana tabacum L.）中的应激响应中的作用仍不清楚。寒冷胁迫是严重影响烟草生长和生产力的主要非生物因素，但NtHHL5在这一过程中的具体作用仍有待阐明。

结果

系统发育分析表明，NtHHL5与茄科植物的同源蛋白密切相关，并包含一个参与脂肪酸代谢的保守ECH_2结构域。表达谱分析显示，NtHHL5主要在毛状体中表达，并且会在低温下显著上调。亚细胞定位结果显示，NtHHL5-GFP融合蛋白同时定位于细胞核和内质网。对NtHHL5 RNAi植株进行的脂质组分析表明，其叶片脂质组成发生了显著变化：特定类型的半乳糖脂、磷脂和溶血磷脂的水平升高，同时多种脂质的饱和度降低，这可能有助于在寒冷胁迫下提高膜稳定性。表型上，NtHHL5 RNAi植株表现出更强的耐寒性，表现为活性氧（ROS）积累减少、丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）含量降低，以及抗氧化酶（POD、SOD、CAT）活性增强。此外，在寒冷胁迫下，NtHHL5的沉默会上调包括NtICE1、NtCBF1-2和NtCOR413在内的关键应激响应基因的表达。