中国农业大学最新Cell：杨淑华团队破解玉米适应高纬度寒冷环境的分子机制

中国农业大学最新Cell：杨淑华团队破解玉米适应高纬度寒冷环境的分子机制

引用

网易

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https://www.163.com/dy/article/JMGG1PJ0053296CT.html

低温严重限制了玉米的生长、产量和地理分布。然而，玉米是如何适应寒冷气候的，目前仍不清楚。

2025年1月21日，中国农业大学杨淑华教授团队（曾榕博士、施怡婷教授为论文第一作者）在国际顶尖学术期刊Cell上发表了题为：A natural variant of COOL1 gene enhances cold tolerance for high-latitude adaptation in maize的研究论文。

该研究发现了玉米耐寒性的一个重要调控因子——COOL1，COOL1基因的一个天然突变，增强了玉米的耐寒性，从而适应高纬度环境。

在这项研究中，研究团队通过全基因组关联研究（GWAS）发现了一个转录因子——冷响应操作位点1（COLD-RESPONSIVE OPERATION LOCUS 1，简称COOL1），是玉米耐寒性的重要调控因子。

COOL1基因启动子的天然突变影响了HY5的结合亲和力，而HY5是一个抑制COOL1转录的转录因子。COOL1反过来又负向调控下游的冷响应基因，从而调节抗寒性。此外，钙依赖性蛋白激酶CPK17在冷应激时转位到细胞核并稳定COOL1。有趣的是，耐寒的COOL1等位基因主要分布在气候寒冷的高纬度北方地区。

该研究的核心发现：

• COOL1基因对玉米耐寒性具有负调控作用；
• COOL1基因启动子的天然突变导致与转录因子HY5的差异结合；
• 冷激活的CPK17通过磷酸化来稳定COOL1；
• COOL1突变体增强了玉米对高纬度地区的适应性。

总的来说，该研究揭示了一条此前未知的通路——以COOL1为中心的模块通过该通路调控玉米的耐寒性，从而适应高纬度寒冷环境。

论文链接：
https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01431-4

本文原文来自网易新闻