La frequenza e l’intensità degli stress sulle piante sono aumentate negli ultimi anni a causa dei cambiamenti climatici. Tra questi, la bassa temperatura è un fattore ambientale inevitabile che limita la produttività agricola.
L'acido γ-amminobutirrico (GABA) è un amminoacido non proteico a quattro atomi di carbonio ampiamente presente in tutti gli ambiti della vita, compresi i batteri e gli eucarioti. Il GABA esogeno può aumentare efficacemente la tolleranza delle piante a vari stress. Tuttavia, il meccanismo d'azione specifico del GABA nella tolleranza al freddo nelle piante non è chiaro.
Nell'aprile 2024, Ricerca sull'orticoltura ha pubblicato un documento di ricerca intitolato "SlGAD2 è il bersaglio di SlTHM27, regola positivamente la tolleranza al freddo mediando la biosintesi degli antociani nel pomodoro", una collaborazione tra il team del Prof. Xiaohui Hu presso la Northwest A&F University e l'accademico Tianlai Li presso la Shenyang Agricultural University.
Questo studio ha dimostrato per la prima volta che l'irrorazione esogena di GABA 55 mM ha aumentato significativamente la tolleranza al freddo delle piantine di pomodoro. Per studiare ulteriormente il modo in cui il GABA risponde al processo di tolleranza al freddo nelle piante di pomodoro, questo studio ha analizzato i livelli di espressione dei geni correlati alla sintesi del GABA (SlGAD1-5) a bassa temperatura e ha scoperto che SlGAD2 rispondeva positivamente allo stress da freddo.
È stato dimostrato che la sovraespressione di SlGAD2 aumenta i livelli di GABA endogeno, riduce l'entità del danno alla membrana citoplasmatica e migliora le attività degli enzimi antiossidanti e la capacità di eliminazione dei ROS, mentre i mutanti SlGAD2 mostrano un fenotipo sensibile al freddo. È interessante notare che questo studio ha rivelato che la sovraespressione di SlGAD2 ha indotto la biosintesi degli antociani in risposta allo stress da freddo aumentando il livello di GABA endogeno.
Inoltre, l'espressione di SlGAD2 era regolata negativamente dal fattore di trascrizione SlTHM27. Tuttavia, i livelli di trascrizione di SlTHM27 erano repressi sotto stress da freddo. SlTHM27 regola negativamente la tolleranza al freddo nel pomodoro inibendo l'accumulo di GABA promosso da SlGAD2 e la biosintesi degli antociani.
In conclusione, questo studio ha rivelato per la prima volta il meccanismo del modulo regolatorio SlTHM27-SlGAD2 risponde allo stress da freddo regolando i livelli di GABA, fornendo preziose informazioni per migliorare la tolleranza al freddo nel pomodoro.
Ulteriori informazioni: Jingrong Wang et al, SlGAD2 è il bersaglio di SlTHM27, regola positivamente la tolleranza al freddo mediando la biosintesi degli antociani nel pomodoro, Ricerca sull'orticoltura (2024). DOI:10.1093/hr/uhae096
Informazioni sul giornale: Ricerca sull'orticoltura
Fornito dall'Università di Agraria di NanJing
