近日，园艺学院设施农业生物与环境工程研究团队胡晓辉教授、朱常安教授课题组在《The Plant Journal》发表题为SlNAP1–SlGAI–SlAOS1 module regulates jasmonic acid biosynthesis mediating the low-temperature stress response in tomato的研究论文。该研究系统解析了NAC转录因子与DELLA蛋白协同调控茉莉酸生物合成、提升番茄低温耐性的分子通路，为番茄耐低温分子育种提供关键靶点与理论支撑。
课题组前期通过低温转录组筛选，鉴定到受低温与茉莉酸（JA）显著诱导的NAC转录因子SlNAP1。功能验证显示，过表达SlNAP1可显著提高番茄植株低温抗性，提升CAT、SOD抗氧化酶活性，减少ROS积累，稳定光合系统；敲除突变体则表现出严重低温敏感表型，证实SlNAP1是番茄低温耐性的正调控因子。
研究进一步发现，SlNAP1可直接结合JA合成关键基因SlAOS1启动子，激活其转录表达，进而促进内源JA积累，增强番茄植株低温抗性。过表达SlAOS1可显著提升JA含量、增强低温耐性，而敲除该基因则导致番茄植株低温抗性下降。通过酵母双杂交、Pull-down、BiFC等实验，团队鉴定到DELLA蛋白SlGAI与SlNAP1存在体内外直接互作。SlGAI受低温诱导表达，过表达可提升JA水平、增强低温耐性；虽不直接结合SlAOS1启动子，但可显著增强SlNAP1的转录激活效率和对SlAOS1启动子的结合能力。
该研究揭示了番茄中NAC-DELLA协同调控JA生物合成的低温应答通路：低温诱导SlNAP1与SlGAI表达，二者互作增强SlAOS1转录表达，促进JA合成，进而激活抗氧化系统、维持细胞膜与光合系统稳定，最终提升低温耐性。研究成果完善了园艺作物低温逆境下激素信号与转录调控的交叉网络，为设施番茄耐低温分子设计育种提供重要基因资源，也为茄科作物抗逆遗传改良提供新思路。
图1. SlNAP1–SlGAI–SlAOS1模块调控番茄低温胁迫模式图
研究得到国家重点研发计划（2024YFD2300704-02）、国家大宗蔬菜产业技术体系（CARS-23-D06）、陕西省重点研发计划（2024NC2-GJHX-29、2024NC-ZDCYL-05-08）等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1111/tpj.70874
