驚蟄過后(hou)，個因辣(la)椒(jiao)進(jin)入了育苗期。讓辣(la)西北(bei)農林科技大(da)學園(yuan)藝(yi)學院教授陳儒(ru)鋼對去年夏季新疆辣(la)椒(jiao)的(de)再怕(pa)減(jian)產仍然耿耿于(yu)懷。

　　去年5月6日，個因正值立夏節氣，讓辣新疆多地出現罕見降雪，再怕百姓彩票部分地(di)區近60年(nian)來首(shou)次遭遇“五月飛(fei)雪”。個因降(jiang)雪、讓(rang)辣降(jiang)溫對新(xin)疆的再怕(pa)辣椒生產造成(cheng)重大(da)損失，使(shi)之(zhi)至少(shao)減產30%~40%。個因

　　如何讓起源于亞熱帶地區的讓辣辣椒不怕冷？陳儒鋼團隊多年來一直專注于辣椒抗寒機制研究，并取得了多項進展。再怕最近，個因該團隊發現了一個轉錄因子CaNAC035，讓辣百姓彩票最新網址可(ke)讓辣椒(jiao)不再怕冷。再怕相關(guan)成果(guo)在線發表于《植物雜志》和《園藝學研究》。

　　辣椒的前世今生

　　辣椒為一年(nian)生(sheng)或多(duo)(duo)年(nian)生(sheng)草本植物，栽(zai)培歷史(shi)悠(you)久(jiu)，遺傳(chuan)多(duo)(duo)樣(yang)性豐(feng)富(fu)，野生(sheng)、栽(zai)培種質(zhi)資源多(duo)(duo)，是全球消費(fei)量最大的(de)辛辣調味品(pin)。

　　大約7500—8000年前，辣椒從年降雨量不到500毫米的南美洲玻利維亞中南部起源。“這一帶屬于亞熱帶無霜區、半干旱氣候，所以到現在辣椒都屬于喜溫蔬菜，百姓彩票這(zhe)從祖上基因就已(yi)經注定了。”論文通訊作者陳儒(ru)鋼(gang)告訴《中國科學報(bao)》。

　　早期(qi)，辣椒依靠(kao)飛鳥傳播種(zhong)(zhong)子(zi)，生(sheng)長區域從發源(yuan)地(di)玻利維亞(ya)逐漸擴大(da)到南美(mei)洲(zhou)(zhou)、中(zhong)美(mei)洲(zhou)(zhou)，再到北(bei)美(mei)洲(zhou)(zhou)西南部，在(zai)不同生(sheng)態區進化(hua)產(chan)生(sheng)10多個近(jin)緣(yuan)野(ye)生(sheng)種(zhong)(zhong)和(he)約20個非(fei)近(jin)緣(yuan)野(ye)生(sheng)種(zhong)(zhong)。

　　陳儒(ru)鋼介紹，雖然(ran)辣椒傳入(ru)我國(guo)只有400多年，但產業(ye)發(fa)展十分(fen)迅(xun)速。目前，辣椒是我國(guo)種植面(mian)積最(zui)(zui)大的(de)蔬菜和消費(fei)量最(zui)(zui)大的(de)辛辣調味品，年種植面(mian)積穩定在(zai)210萬(wan)公頃以上，總產量達(da)6400萬(wan)噸，占(zhan)全國(guo)蔬菜總播種面(mian)積的(de)8%~10%。

　　然(ran)而(er)，每(mei)年(nian)的雨雪、超(chao)級寒潮(chao)、倒春寒等極端低溫(wen)冷(leng)害天(tian)氣，嚴重(zhong)影響了(le)辣椒(jiao)(jiao)的生長及椒(jiao)(jiao)農的生產效益(yi)。例如(ru)，2020年(nian)12月，受(shou)(shou)“霸王級”寒潮(chao)的影響，福建大面積的線椒(jiao)(jiao)幾乎一夜之(zhi)間全部(bu)被凍(dong)死，農民遭受(shou)(shou)了(le)嚴重(zhong)的經(jing)濟損(sun)失。

　　“挖掘辣椒(jiao)優異(yi)抗寒基(ji)因(yin)并(bing)解析其(qi)調控(kong)機理(li)，能夠(gou)為(wei)辣椒(jiao)的抗寒分(fen)子育種提(ti)供理(li)論依(yi)據和基(ji)因(yin)資源，這對(dui)辣椒(jiao)產業持(chi)續穩定(ding)發(fa)展具(ju)有重要(yao)的理(li)論與(yu)應用價值，同(tong)時，在保(bao)障蔬菜周年均衡供應和豐富飲(yin)食口味方(fang)面(mian)也(ye)能發(fa)揮重要(yao)作用。”陳儒鋼說。

　　辣椒為何如此怕冷

　　陳儒鋼課(ke)題(ti)組發(fa)現，辣(la)椒的(de)(de)抗(kang)寒(han)(han)性(xing)是受多(duo)(duo)基因(yin)(yin)控(kong)制(zhi)的(de)(de)復雜(za)性(xing)狀，涉及的(de)(de)基因(yin)(yin)調控(kong)途徑(jing)非常多(duo)(duo)，還會與其他環境(jing)脅迫因(yin)(yin)子發(fa)生交叉作(zuo)用，從而導致傳統育種方法在(zai)改良(liang)作(zuo)物抗(kang)寒(han)(han)性(xing)方面(mian)受到(dao)限制(zhi)，也(ye)使通(tong)過轉(zhuan)入單個抗(kang)寒(han)(han)功能基因(yin)(yin)來獲得(de)作(zuo)物的(de)(de)高(gao)抗(kang)寒(han)(han)性(xing)有(you)較高(gao)的(de)(de)難度。

　　不過(guo)，他(ta)(ta)們轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變思路發現，轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)錄因子(zi)(zi)作為分子(zi)(zi)開(kai)關可以與基(ji)因啟動(dong)子(zi)(zi)區域的(de)(de)順式作用元件結合，直接調節下(xia)游功能基(ji)因的(de)(de)表(biao)達，還可以通(tong)過(guo)調控其他(ta)(ta)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)錄因子(zi)(zi)的(de)(de)表(biao)達進而影響下(xia)游一系列功能基(ji)因的(de)(de)表(biao)達。于是，他(ta)(ta)們設想，通(tong)過(guo)生物技術使一個特定轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)錄因子(zi)(zi)在作物體內過(guo)量表(biao)達或(huo)沉默(mo)，從而提高植株綜合抗逆(ni)性。

　　論文(wen)第一作者、西北(bei)農林大(da)學(xue)園藝(yi)學(xue)院博(bo)士生張華鋒介紹，前期他(ta)們圍(wei)繞辣椒NAC轉錄(lu)因子家(jia)族做了大(da)量工作，并在辣椒基因組中鑒(jian)定(ding)出112個CaNAC成員。

　　通過分類，課(ke)題組研究發現(xian)，CaNAC035基因受低溫強烈(lie)誘導，并(bing)且在抗寒辣(la)椒材(cai)(cai)料(liao)中的表達量顯(xian)著高于(yu)在不抗寒辣(la)椒材(cai)(cai)料(liao)中的表達量。

　　同時(shi)，該基因(yin)還(huan)受(shou)脫(tuo)(tuo)落酸(suan)(suan)強烈誘導表達。脫(tuo)(tuo)落酸(suan)(suan)是一種重要的(de)植(zhi)物(wu)激素(su)，在(zai)植(zhi)物(wu)的(de)脅迫(po)耐受(shou)性和(he)(he)抗性中發揮重要作用。在(zai)脅迫(po)條件下(xia)，脫(tuo)(tuo)落酸(suan)(suan)會調(diao)控植(zhi)物(wu)關閉氣孔。通過研(yan)究植(zhi)物(wu)氣孔開放和(he)(he)閉合的(de)規律，可以從(cong)另一個角度研(yan)究植(zhi)物(wu)的(de)逆境(jing)脅迫(po)現象。

　　陳儒鋼團隊進(jin)一步通(tong)過正反兩方面功能驗證發(fa)現(xian)，該(gai)基因表(biao)達量(liang)降低后，辣(la)椒植(zhi)株抗(kang)寒(han)性(xing)降低；而在辣(la)椒中(zhong)超量(liang)表(biao)達該(gai)基因后，植(zhi)株的抗(kang)寒(han)性(xing)增強。

　　通過進(jin)(jin)一步(bu)研(yan)究，他(ta)們發現低溫脅迫誘導CaNAC035基因啟動下游基因表達，提高植物體(ti)內(nei)脫落酸的含量(liang)，進(jin)(jin)而提高植株的抗寒性。

　　繼續“不怕冷”的研究

　　“CaNAC035基因在辣(la)(la)椒低溫脅(xie)迫中具有(you)重要的(de)抗寒功能，一(yi)旦控(kong)制了這(zhe)個轉錄因子，將(jiang)有(you)可能大(da)大(da)提(ti)高辣(la)(la)椒的(de)抗寒能力，使其不再懼怕天(tian)寒地凍，進而(er)擴大(da)辣(la)(la)椒的(de)種植范圍、延(yan)長(chang)栽培時間。”張華鋒說。

　　華中農業大(da)學教授(shou)張俊(jun)紅評價說，該(gai)研究明(ming)確了轉錄因(yin)子(zi)(zi)CaNAC035在辣(la)椒低溫(wen)脅迫中的功能，并闡明(ming)了其在冷(leng)應(ying)激耐(nai)受性(xing)中的正調節作用(yong)(yong)。該(gai)團隊同時發(fa)現了該(gai)轉錄因(yin)子(zi)(zi)在調控(kong)辣(la)椒冷(leng)脅迫方(fang)面的分(fen)子(zi)(zi)作用(yong)(yong)機制。這些研究成(cheng)果(guo)能夠為辣(la)椒的耐(nai)寒性(xing)分(fen)子(zi)(zi)育種提供理論依(yi)據和基因(yin)資源，有利(li)于破解辣(la)椒產業亟待解決的抗(kang)逆性(xing)難題，對辣(la)椒產業持續穩定發(fa)展具有重要的理論與應(ying)用(yong)(yong)價值。

　　“我們(men)的研(yan)究(jiu)發(fa)現(xian)，CaNAC035啟(qi)動的植物(wu)體內脫落(luo)酸含(han)量(liang)調控網絡(luo)，能夠提高辣椒(jiao)的耐寒性(xing)。但是在這一調控網絡(luo)中(zhong)仍有很多未知的部(bu)分值得(de)深入研(yan)究(jiu)。”陳儒鋼說。

　　他表(biao)示(shi)，團隊將以(yi)此為基礎，進一(yi)步(bu)研究上游(you)調控(kong)基因及互(hu)作蛋白，深入(ru)闡明調控(kong)辣(la)椒(jiao)耐(nai)寒性(xing)的分子(zi)機理(li)，為今后利(li)用基因編輯手段進行分子(zi)育種(zhong)提供理(li)論支(zhi)撐(cheng)，并創制(zhi)耐(nai)寒辣(la)椒(jiao)新(xin)種(zhong)質(zhi)，育成耐(nai)寒辣(la)椒(jiao)新(xin)品種(zhong)，以(yi)解(jie)決耐(nai)寒辣(la)椒(jiao)品種(zhong)匱乏的問題。（李晨 周天弘）