中國農(nóng)業(yè)大學(xué)最新Cell：楊淑華團(tuán)隊(duì)破解玉米適應(yīng)高緯度寒冷環(huán)境的分子機(jī)制

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作者：王聰來源：生物世界

2025-01-22

中國農(nóng)大楊淑華團(tuán)隊(duì)于 Cell 發(fā)文，發(fā)現(xiàn)玉米 COOL1 基因天然突變可增強(qiáng)耐寒性適應(yīng)高緯度環(huán)境，揭示相關(guān)調(diào)控通路。

低溫嚴(yán)重限制了玉米的生長、產(chǎn)量和地理分布。然而，玉米是如何適應(yīng)寒冷氣候的，目前仍不清楚。

2025年1月21日，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)楊淑華教授團(tuán)隊(duì)（曾榕博士、施怡婷教授為論文第一作者）在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Cell 上發(fā)表了題為：A natural variant of COOL1 gene enhances cold tolerance for high-latitude adaptation in maize 的研究論文。

該研究發(fā)現(xiàn)了玉米耐寒性的一個(gè)重要調(diào)控因子——COOL1，COOL1 基因的一個(gè)天然突變，增強(qiáng)了玉米的耐寒性，從而適應(yīng)高緯度環(huán)境。

研究發(fā)現(xiàn) 在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)通過全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）發(fā)現(xiàn)了一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子——冷響應(yīng)操作位點(diǎn)1（COLD-RESPONSIVE OPERATION LOCUS 1，簡稱COOL1），是玉米耐寒性的重要調(diào)控因子。

COOL1 基因啟動(dòng)子的天然突變影響了 HY5 的結(jié)合親和力，而 HY5 是一個(gè)抑制 COOL1 轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄因子。COOL1 反過來又負(fù)向調(diào)控下游的冷響應(yīng)基因，從而調(diào)節(jié)抗寒性。此外，鈣依賴性蛋白激酶 CPK17 在冷應(yīng)激時(shí)轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核并穩(wěn)定 COOL1。有趣的是，耐寒的 COOL1 等位基因主要分布在氣候寒冷的高緯度北方地區(qū)。

該研究的核心發(fā)現(xiàn)：