葡萄（Vitis）是廣泛種植的水果作物。低溫脅迫是影響葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)的重要環(huán)境因素。因此，研究葡萄在低溫條件下的響應(yīng)機制具有重要意義。乙烯（ETH）在植物的各種發(fā)育過程和脅迫響應(yīng)中發(fā)揮重要作用。在葡萄中，ETH在低溫脅迫下顯著增加，并正調(diào)節(jié)耐寒性。然而，ETH在葡萄葉片冷脅迫下的轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用尚不清楚。

中國科學(xué)院武漢植物園聯(lián)合澳大利亞國立大學(xué)生物研究院、中科院植物研究所、湖北省農(nóng)科院、新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院吐魯番農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所等，選取冬季極耐寒的野生葡萄品種山葡萄（V.amurensis）的葉片作為實驗材料，探討了低溫脅迫下葡萄葉片轉(zhuǎn)錄組和植物激素的變化，鑒定了在低溫脅迫下ETH調(diào)控的基因，并討論了ETH與其他低溫誘導(dǎo)的植物激素之間可能的相互作用。結(jié)果表明，AP2/ERF和WRKY轉(zhuǎn)錄因子（TF）是兩個高度富集的TF家族，在低溫脅迫下持續(xù)上調(diào)，但被AVG抑制。通過比較葡萄葉片在低溫處理下和低溫并外源噴施AVG處理下的轉(zhuǎn)錄組，可以鑒定潛在的ETH調(diào)控基因。受ETH正向調(diào)控的基因在溶質(zhì)轉(zhuǎn)運、蛋白質(zhì)生物合成、植物激素作用、抗氧化和碳水化合物代謝等方面富集。在低溫脅迫下，ETH、IAA、ABA的合成和信號通路相關(guān)基因表達(dá)上調(diào)，而AVG則抑制這種上調(diào)。ETH、ABA和IAA在低溫下的含量變化與轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)一致，表明ABA和IAA在低溫脅迫下的響應(yīng)可能是通過ETH信號通路調(diào)控的。

本研究為進(jìn)一步探索植物低溫脅迫下ETH的復(fù)雜調(diào)控機制提供了新線索，并為培育抗寒葡萄品種提供了新契機。相關(guān)研究成果以Dissecting the effect of ethylene in the transcriptional regulation of chilling treatment in grapevine leaves為題，在線發(fā)表在Plant Physiology and Biochemistry上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、湖北省技術(shù)創(chuàng)新重點項目等的支持。