Als einer der größten abiotischen Stressfaktoren beeinträchtigt Kältestress das Pflanzenwachstum erheblich und wirkt sich negativ auf den Ertrag und die Qualität der Pflanzen aus.5-Aminolävulinsäure (ALA) ist ein Wachstumsregulator, der in Tieren und Pflanzen weit verbreitet ist.Aufgrund seiner hohen Effizienz, Ungiftigkeit und leichten Abbaubarkeit wird es häufig bei der Kältetoleranz von Pflanzen eingesetzt.
Die meisten aktuellen Forschungsergebnisse zu ALA konzentrieren sich jedoch hauptsächlich auf die Regulierung von Netzwerkendpunkten.Der spezifische molekulare Mechanismus der ALA-Wirkung bei der frühen Kältetoleranz von Pflanzen ist derzeit unklar und erfordert weitere Forschung durch Wissenschaftler.
Im Januar 2024 veröffentlichte Horticultural Research einen Forschungsbericht mit dem Titel „5-Aminolevulinic Acid Enhances Cold Tolerance by Regulated the SlMYB4/SlMYB88-SlGSTU43 Reactive Oxygen Species Scavenging Module in Tomato“ von Hu Xiaohuis Team an der Land- und Forstwirtschaft der Northwestern University.
In dieser Studie wurde das Glutathion-S-Transferase-Gen SlGSTU43 in Tomaten (Solanum lycopersicum L.) identifiziert.Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass ALA die Expression von SlGSTU43 unter Kältestress stark induziert.Transgene Tomatenlinien, die SlGSTU43 überexprimieren, zeigten eine deutlich erhöhte Fähigkeit zum Abfangen reaktiver Sauerstoffspezies und zeigten eine signifikante Resistenz gegenüber Stress bei niedrigen Temperaturen, wohingegen mutierte Linien von SlGSTU43 empfindlich gegenüber Stress bei niedrigen Temperaturen reagierten.
Darüber hinaus zeigten die Forschungsergebnisse, dass ALA die Toleranz des Mutantenstamms gegenüber Stress bei niedrigen Temperaturen nicht erhöht.Die Studie legt daher nahe, dass SlGSTU43 ein wichtiges Gen bei der Verbesserung der Kältetoleranz von Tomaten durch ALA ist (Abb. 1).
Darüber hinaus bestätigte diese Studie durch EMSA-, Y1H-, LUC- und ChIP-qPCR-Nachweis, dass SlMYB4 und SlMYB88 die Expression von SlGSTU43 durch Bindung an den SlGSTU43-Promotor regulieren können.Weitere Experimente zeigten, dass SlMYB4 und SlMYB88 auch am ALC-Prozess beteiligt sind, indem sie die Toleranz der Tomaten gegenüber Stress bei niedrigen Temperaturen erhöhen und die Expression von SlGSTU43 positiv regulieren (Abb. 2).Diese Ergebnisse liefern neue Einblicke in den Mechanismus, durch den ALA die Toleranz gegenüber Kältestress bei Tomaten erhöht.
Weitere Informationen: Zhengda Zhang et al., 5-Aminolävulinsäure erhöht die Kältetoleranz durch Regulierung des SlMYB4/SlMYB88-SlGSTU43-Moduls für das Abfangen reaktiver Sauerstoffspezies in Tomaten, Horticulture Research (2024).DOI: 10.1093/Stunde/uhae026
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 22. Juli 2024