주요 비생물적 스트레스 중 하나인 저온 스트레스는 식물 성장을 심각하게 방해하고 작물의 수확량과 품질에 부정적인 영향을 미칩니다.5-아미노레불린산(ALA)은 동물과 식물에 널리 존재하는 성장 조절제입니다.효율성이 높고 독성이 없으며 쉽게 분해되기 때문에 식물의 내한성 과정에 널리 사용됩니다.
그러나 ALA와 관련된 최신 연구는 주로 네트워크 엔드포인트 규제에 중점을 두고 있습니다.식물의 초기 내한성에 대한 ALA 작용의 구체적인 분자 메커니즘은 현재 명확하지 않으며 과학자들의 추가 연구가 필요합니다.
2024년 1월, 원예 연구에서는 노스웨스턴 대학 농업 및 임업의 Hu Xiaohui 팀이 "토마토에서 SlMYB4/SlMYB88-SlGSTU43 반응성 산소 종 제거 모듈을 조절하여 5-아미노레불린산이 내한성을 향상시킵니다"라는 제목의 연구 논문을 발표했습니다.
본 연구에서는 토마토(Solanum lycopersicum L.)에서 글루타티온 S-트랜스퍼라제 유전자 SlGSTU43이 확인되었습니다.연구 결과, ALA는 저온 스트레스 하에서 SlGSTU43의 발현을 강력하게 유도하는 것으로 나타났습니다.SlGSTU43을 과발현하는 형질전환 토마토 계통은 활성 산소종 소거 능력이 크게 증가했으며 저온 스트레스에 상당한 저항성을 보인 반면, SlGSTU43 돌연변이 계통은 저온 스트레스에 민감했습니다.
또한, 연구 결과에 따르면 ALA는 돌연변이 균주의 저온 스트레스에 대한 내성을 증가시키지 않는 것으로 나타났습니다.따라서 이번 연구는 SlGSTU43이 ALA에 의해 토마토의 내한성을 향상시키는 과정에서 중요한 유전자임을 시사한다(그림 1).
또한, 본 연구에서는 SlMYB4와 SlMYB88이 SlGSTU43 프로모터에 결합하여 SlGSTU43의 발현을 조절할 수 있음을 EMSA, Y1H, LUC 및 ChIP-qPCR 검출을 통해 확인했습니다.추가 실험에서는 SlMYB4와 SlMYB88이 저온 스트레스에 대한 토마토 내성을 증가시키고 SlGSTU43의 발현을 적극적으로 조절함으로써 ALC 과정에도 관여한다는 것을 보여주었습니다(그림 2).이러한 결과는 ALA가 토마토의 저온 스트레스에 대한 내성을 향상시키는 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.
추가 정보: Zhengda Zhang 외, 5-아미노레불린산은 토마토에서 제거되는 활성 산소종에 대한 SlMYB4/SlMYB88-SlGSTU43 모듈을 조절하여 내한성을 향상시킵니다, Horticulture Research(2024).DOI: 10.1093/시간/uhae026
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게시 시간: 2024년 7월 22일