2023年8月，国家香蕉产业技术体系厦门综合试验站在国际学术期刊Plants-Basel（中科院植物科学2区，IF=4.5）发表了题为“Genome-Wide Identification of the MPK Gene Family and Expression Analysis under Low-Temperature Stress in the Banana”的研究论文(文章链接: https://doi.org/10.3390/plants12162926)。该研究为探讨了MPKs在香蕉低温胁迫中的作用机制，为香蕉抗寒生物育种提供了重要理论依据。
香蕉适宜在高温高湿的环境下生长，在热带和亚热带地区广泛栽培，是全球主要的粮食作物之一，对低温非常敏感。在香蕉抗寒领域，前人已进行大量试验研究，但目前调控香蕉冷胁迫的分子机制尚未完全清楚。促分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK，MPK）级联，是真核生物体内高度保守的重要信号转导途径之一，在植物低温胁迫响应上起着重要作用。因此，解析香蕉MPKs在冷胁迫的作用机制对科研和实际生产具有重要意义。
该研究分析了Musa acuminata, Musa balbisiana, Musa itinerans, Musa schizocarpa 和Musa textilis这5种有代表性的芭蕉属香蕉基因组，从中鉴定出了MPK家族成员，揭示了MPKs在香蕉中的演化关系，证明不同香蕉的MPKs数量出现差异的主要原因是Musa balbisiana 和Musa textilis的GroupB亚族的基因收缩。进一步研究发现，香蕉MPKs在低温胁迫中发挥重要作用的成员都属于GroupA亚族，4℃胁迫后根部的MPKs被低温诱导最明显。此外，该研究还分析了低温胁迫下miRNA与MPKs的协同调控关系，为完善MPKs在香蕉低温胁迫中的作用机制奠定理论基础。
图1 不同香蕉基因组中MPKs的进化关系
图2不同组织部位MPKs的表达
厦门综合试验站站长、福建农林大学园艺植物生物工程研究所赖钟雄研究员为论文通讯作者，硕士研究生范正阳为第一作者。该研究获得国家现代农业产业技术体系 (GARS-31-15)、国家重点研发计划 (2019YFD1000900)和福建省高原学科建设经费 (102/71201801101) 的支持。
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