近日，中國熱科院椰子所椰子育種研究團隊在不同品種椰子耐寒性差異方面取得新進展。該研究在生理及分子水平系統(tǒng)地比較分析了不同品種椰子耐寒性差異特性，為解析椰子低溫脅迫適應性機制以及選育耐寒性新品種提供理論基礎(chǔ)。

 

　　椰子（Cocos nucifera L.）屬棕櫚科椰子屬椰子種單子葉植物。椰子生產(chǎn)性栽培要求年平均溫度在24～25℃以上，溫差小，全年無霜，椰子才能正常開花結(jié)果，最適生長溫度為26～27℃。一年中若有一個月的平均溫度為18℃，其產(chǎn)量則明顯下降，若平均溫度低于15℃，就會引起落花、落果和葉片變黃，嚴重者葉片全部枯黃、脫落，植株死亡。本課題通過對海南高種椰子（Hainan Tall）與香水椰子（Green Dwarf）在低溫脅下的轉(zhuǎn)錄組和代謝組的聯(lián)合分析，初步揭示了椰子的低溫脅迫應答機制。研究發(fā)現(xiàn)，在冷脅迫下，香水椰子中谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性以及脯氨酸（Pro）和可溶性蛋白質(zhì)含量相對于海南高種椰子更低。這解釋了海南高種椰子在低溫脅迫下具有更強的適應性的原因。

 

　　椰子幼苗遭受低溫脅迫時以氨基酸、類黃酮、碳水化合物和脂質(zhì)代謝等代謝途徑較為活躍。其中幾種應激反應代謝產(chǎn)物，如類黃酮、碳水化合物、脂質(zhì)和氨基酸在香水椰子中顯著降低。而氨基酸生物合成、抗氧化系統(tǒng)以及類黃酮生物合成途徑中的關(guān)鍵基因在香水椰子中表現(xiàn)出明顯的下調(diào)作用。推測低溫脅迫下香水椰子中氨基酸、黃酮類化合物等抗氧化劑含量減少是香水椰子耐寒性較差的主要原因。

 

　　該研究成果以“Integrated transcriptomic and metabolomic data reveal the cold stress responses molecular mechanisms of two coconut varieties”為題發(fā)表于《Frontiers in plant science》。中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院椰子研究所/海南省熱帶油料作物生物學重點實驗室李靜助理研究員為該論文的第一作者，王芳媛為共同第一作者；中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院椰子研究所/海南省熱帶油料作物生物學重點實驗室楊耀東研究員為該論文的通訊作者。該研究得到海南省自然科學基金創(chuàng)新研究團隊項目和國家自然科學基金項目的資助。