近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所葫芦科蔬菜遗传育种创新团队在低温胁迫黄瓜种子萌发研究方面取得重要进展。该研究图位克隆了调控低温下黄瓜种子萌发的基因CsGAI, 并初步探究了该基因调控低温下种子萌发的网络途径。相关研究结果以 “The qLTG1.1 candidate gene CsGAI regulates low temperature seed germination in cucumber” 为题发表于国际著名植物学期刊Theoretical and Applied Genetics上。
低温降低黄瓜种子发芽率，延缓发芽时间，但迄今为止尚未有黄瓜发芽期耐低温基因被克隆的报道。本研究利用近等基因系将主效位点qLTG1.1精细定位至46.3 kb的物理区间内，包含三个基因；通过序列比对和表达分析确定Csa1G408720为候选基因，该基因为GRAS基因家族的DELLA转录因子GAI，命名为CsGAI；亚细胞定位结果表明该基因位于细胞核；启动子和GUS染色表达分析表明，启动子活性越高，CsGAI基因的转录水平越高；内外源激素GA和ABA含量分析及生物合成代谢途径基因表达等研究表明，CsGAI通过GA和ABA信号途径调控低温下种子萌发。综上，该研究首次克隆了调控低温下黄瓜种子萌发的基因CsGAI, 初步解析了该基因通过GA和ABA途径调控低温下黄瓜种子萌发的网络途径。
图1. CsGAI基因启动子活性分析
图2. CsGAI调控低温种子萌发的调控途径
该论文以中国农业科学院蔬菜花卉研究所为第一和通讯作者单位，李彩霞博士研究生为第一作者，董邵云博士为共同一作，顾兴芳研究员和张圣平研究员为共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、现代农业产业技术体系、中国农业科学院创新工程等项目资助。
