近日，园艺学院葡萄种质资源与遗传育种团队张朝红教授课题组在《The Plant Journal》发表题为“The E3 ubiquitin ligase VvPUB26 targets VvPIF4 for degradation to positively regulate cold resistance in grapevine”的研究论文。该研究揭示了葡萄耐寒性的一种新的调控机制，其中E3泛素连接酶VvPUB26通过靶向VvPIF4蛋白降解，正向调控低温抗性，为葡萄耐低温分子育种提供了关键靶点与理论支撑。
课题组前期研究发现，E3泛素连接酶VvPUB26是原花青素合成和白粉病抗性的调节因子，并受低温诱导表达。功能验证表明，过表达VvPUB26可显著增强葡萄植株的低温抗性，而RNAi株系则表现出低温敏感表型。通过酵母双杂交、BiFC、Pull-down等实验，团队鉴定到VvPUB26与多个低温相关蛋白（VvMYB15、VvICEs和VvPIF4）存在互作。进一步机制解析显示，VvPUB26可促进VvPIF4和VvMYB15的泛素化降解，同时维持VvICEs蛋白的稳定性。研究还发现，VvPIF4蛋白在低温与黑暗条件下积累，但其稳定性受VvPUB26介导的降解途径削弱。VvPIF4能够直接结合VvCBF3启动子并抑制其转录，从而负向调控低温抗性；过表达VvPIF4导致植株低温耐受性下降。
该研究系统解析了葡萄中VvPUB26-VvPIF4-VvCBF3模块协同调控的低温应答通路：VvPUB26作为低温信号通路的正调节因子，通过泛素化降解负调节因子VvPIF4，解除其对VvCBF3的转录抑制，从而激活下游冷响应基因表达，最终增强葡萄低温耐性。研究成果完善了多年生木本作物低温胁迫中泛素化修饰与转录调控的交叉网络，为葡萄耐低温分子育种提供了重要基因资源，也为果树抗逆遗传改良提供了新思路。
园艺学院博士后赵婷为论文第一作者，张朝红教授和李琰副教授为论文共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金（32502673、32072554）、陕西省技术创新引导计划（2025QCY-KXJ-126）、陕西省重点研发计划（2023XCZX2-18）项目资助。园艺学院园艺科学研究中心科研平台、全国重点实验室为该研究提供了技术支持。
原文链接：https://doi.org/10.1111/tpj.70878
