西北农林科技大学张显教授团队在嫁接调控西瓜低温抗性研究方面取得新进展学术资讯

西瓜(Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai)是我国乃至世界上重要的园艺作物，在我国瓜果类作物生产中占首位。西瓜对低温敏感，冬春低温已成为制约设施西瓜生产的重要因子。嫁接作为一项重要的农业生产技术措施，不仅可以解决连作障碍引起的枯萎病、根腐病等土传病害，还可以提高园艺作物对低温等非生物胁迫的抗性。然而，关于嫁接提高植物低温抗性的信号传导机制尚不清楚。

近日，Horticulture Research在线发表了西北农林科技大学张显团队题为Methyl jasmonate mediates melatonin-induced cold tolerance in grafted watermelon plants的研究论文。该研究揭示了褪黑素—MeJA—H2O2信号通路参与嫁接调控西瓜低温抗性的机理，为嫁接在反季节设施蔬菜生产中的应用提供了理论基础。

研究结果显示，低温胁迫下，白籽南瓜或黑籽南瓜作为砧木嫁接显著提高了西瓜接穗的低温抗性，并诱导了西瓜叶片中褪黑素、茉莉酸甲酯(MeJA)和H2O2的积累。进一步研究发现，西瓜叶片中褪黑素含量的增加与抗性砧木中褪黑素含量的增加有关。

外源褪黑素处理提高了自根嫁接植株MeJA和H2O2的含量以及低温抗性，而褪黑素合成抑制剂处理抵消了抗性砧木对MeJA、H2O2含量以及低温抗性的诱导。外源MeJA处理诱导了褪黑素、H2O2的积累和低温抗性，而MeJA合成抑制剂处理抵消了抗性砧木和褪黑素对H2O2积累和低温抗性的诱导。外源H2O2处理提高了自根嫁接植株的低温抗性，而H2O2合成抑制剂处理削弱了褪黑素、MeJA以及抗性砧木对低温抗性的诱导。

综上，褪黑素通过调控MeJA和H2O2积累参与了嫁接对低温抗性的调控。褪黑素诱导的MeJA进一步促进褪黑素的合成，并介导H2O2的产生，进而提高嫁接西瓜植株的低温抗性。

Fig. 8: Model depicting the role of methyl jasmonate (MeJA) in melatonin-induced H2O2 accumulation and cold tolerance in watermelon plants grafted onto pumpkin or figleaf gourd rootstocks.

西北农林科技大学园艺学院副教授李好和博士研究生郭延亮为该论文的共同第一作者，张显教授为论文通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划(2018YFD1000800)、国家自然科学基金(31801884, 31972479)、国家现代农业产业技术体系(CARS-25)和西北农林科技大学仲英青年学者项目的资助。

文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41438-021-00496-0

来源：植物生物学

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