惊蛰过后，辣椒进入了育苗期。西北农林科技大年夜学园艺学院传授陈儒钢对客岁夏季新疆辣椒的减产仍然耿耿于怀。

　　客岁5月6日，正值立夏骨气，新疆多地出现罕有降雪，部分地区近60年来初次遭受“蒲月飞雪”。降雪、降温对新疆的辣椒临盆造成重大年夜损掉，使之至少减产30%~40%。

　　若何让来源于亚热带地区的辣椒不怕冷？陈儒钢团队多年来一向专注于辣椒抗寒机制研究，并取得了多项进展。比来，该团队发清楚明了一个转录因子CaNAC035，可让辣椒不再怕冷。相干成果在线揭橥于《植物杂志》和《园艺学研究》。

　　辣椒的前世此生

　　辣椒为一年生或多年生草本植物，栽培汗青悠长，遗传多样性丰富，野生、栽培种质资本多，是全球花费量最大年夜的辛辣调味品。

　　大年夜约7500—8000年前，辣椒从年降雨量不到500毫米的南美洲玻利维亚中南部来源。“这一带属于亚热带无霜区、半干旱气候，所以到如今辣椒都属于喜温蔬菜，这从祖上基因就已经注定了。”论文通信作者陈儒钢告诉《中国科学报》。

　　早期，辣椒依附飞鸟传播种子，发展区域从发源地玻利维亚逐渐扩大年夜到南美洲、中美洲，再到北美洲西南部，在不合生态区进化产生10多个近缘野生种和约20个非近缘野生种。

　　陈儒钢介绍，固然辣椒传入我国只有400多年，但家当成长十分敏捷。今朝，辣椒是我国栽种面积最大年夜的蔬菜和花费量最大年夜的辛辣调味品，年栽种面积稳定在210万公顷以上，总产量达6400万吨，占全国蔬菜总播种面积的8%~10%。

　　然而，每年的雨雪、超等寒潮、倒春寒等极端低温寒害气象，严重影响了辣椒的发展及椒农的临盆效益。例如，2020年12月，受“霸王级”寒潮的影响，福建大年夜面积的线椒几乎一夜之间全部被冻逝世，农平易近遭受了严重的经济损掉。

　　“发掘辣椒优良抗寒基因并解析其调控机理，可以或许为辣椒的抗寒分子育种供给理论根据和基因资本，这对辣椒家当持续稳定成长具有重要的理论与应用价值，同时，在保障蔬菜周年均衡供给和丰富饮食口味方面也能发挥重要感化。”陈儒钢说。

　　辣椒为何如斯怕冷

　　陈儒钢课题组发明，辣椒的抗寒性是受多基因控制的复杂性状，涉及的基因调控门路异常多，还会与其他情况钳制因子产生交叉感化，从而导致传统育种办法在改进作物抗寒性方面受到限制，也使经由过程转入单个抗寒功能基因来获得作物的高抗寒性有较高的难度。

　　同时，该基因还受脱落酸强烈引诱表达。脱落酸是一种重要的植物激素，在植物的钳制耐受性和抗性中发挥重要感化。在钳制前提下，脱落酸会调控植物封闭气孔。经由过程研究植物气孔开放和闭合的规律，可以从另一个角度研究植物的困境钳制现象。

　　不过，他们改变思路发明，转录因子作为分子开关可以与基因启动子区域的顺式感化元件结合，直接调节下流功能基因的表达，还可以经由过程调控其他转录因子的表达进而影响下流一系列功能基因的表达。于是，他们假想，经由过程生物技巧使一个特定转录因子在作物体内过量表达或沉默，从而进步植株综合抗逆性。

　　论文第一作者、西北农林大年夜学园艺学院博士生张华锋介绍，前期他们环绕辣椒NAC转录因子家族做了大年夜量工作，并在辣椒基因组中剖断出112个CaNAC成员。

　　经由过程分类，课题组研究发明，CaNAC035基因受低温强烈引诱，并且在抗寒辣椒资估中的表达量明显高于在不抗寒辣椒资估中的表达量。

　　经由过程进一步研究，他们发明低温钳制引诱CaNAC035基因启动下流基因表达，进步植物体内脱落酸的含量，进而进步植株的抗寒性。

　　持续“不怕冷”的研究

　　“CaNAC035基因在辣椒低温钳制中具有重要的抗寒功能，一旦控制了这个转录因子，将有可能大年夜大年夜进步辣椒的抗寒才能，使其不再害怕天寒地冻，进而扩大年夜辣椒的栽种范围、延长栽培时光。”张华锋说。

　　华中农业大年夜学传授张俊红评价说，该研究明白了转录因子CaNAC035在辣椒低温钳制中的功能，并说清楚明了其在冷应激耐受性中的正调节感化。该团队同时发清楚明了该转录因子在调控辣椒冷钳制方面的分子感化机制。这些研究成果可以或许为辣椒的耐寒性分子育种供给理论根据和基因资本，有利于破解辣椒家当亟待解决的抗逆性难题，对辣椒家当持续稳定成长具有重要的理论与应用价值。

　　陈儒钢团队进一步经由过程正反两方面功能验证发明，该基因表达量降低后，辣椒植株抗寒性降低；而在辣椒中超量表达该基因后，植株的抗寒性加强。

　　“我们的研究发明，CaNAC035启动的植物体内脱落酸含量调控收集，可以或许进步辣椒的耐寒性。然则在这一调控收集中仍有很多未知的部分值得深刻研究。”陈儒钢说。

　　他表示，团队将以此为基本，进一步研究上游调控基因及互作蛋白，深刻解释调控辣椒耐寒性的分子机理，为往后应用基因编辑手段进行分子育种供给理论支撑，并创制耐寒辣椒新种质，育成耐寒辣椒新品种，以解决耐寒辣椒品种匮乏的问题。（李晨 周天弘）

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