赵春钊课题组阐述转录因子ICE1在调控植物低温响应中的作用

来源：JIPB

原标题：上海植物逆境生物学研究中心赵春钊课题组阐述转录因子ICE1在调控植物低温响应中的作用

JIPB最新在线发表上海植物逆境生物学研究中赵春钊研究员课题组题为“The transcription factor ICE1 functions in cold stress response by binding to the promoters of CBF and COR genes”的评论文章。该文章主要阐述了ICE1转录因子直接参与调控低温响应基因CBF以及部分COR（cold-responsive）基因的表达。

早在20多年前，科学家发现三个低温响应基因CBFs（包括CBF1、CBF2和CBF3）在植物低温驯化过程中起重要的作用。为了寻找CBF基因的上游调控因子，研究者构建了一个CBF3启动子驱动的编码萤光素酶（luciferase）基因的转基因材料（CBF3-LUC），并通过化学诱变的方法来筛选低温诱导的CBF3基因表达受影响的突变体。在一个显性突变体ice1-1中，低温诱导的萤光素酶活性以及内源的CBF3基因的表达都显著下降，并且该突变体表现出对低温敏感的表型。凝胶迁移实验（EMSA）显示ICE1直接结合到CBF3的启动子区域。因此，推断ICE1通过直接调控CBF的基因表达来调控植物低温响应。

最近Kidokoro et al. (2020, The Plant Cell)报道ice1-1突变体中CBF3基因表达的下降是因为CBF3-LUC报告基因的插入诱导了RdDM介导的基因沉默，并推测ICE1不参与调控CBF3基因的表达以及植物低温响应，但是他们的结果表明在ice1-2 ice2-1双突材料中，低温诱导的CBF3基因表达以及低温响应基因如COR15A、RD29A、GolS3的表达，都发生明显地下降。之前多个独立的研究均表明CBF基因的表达在ice1单突变体中显著下降，并且ICE1在低温响应中的作用已经在多个物种中报道。这些结果表明ICE1确实参与调控CBF基因表达和植物低温响应。

全基因组ChIP-seq分析进一步证实ICE1能够直接结合到三个CBF基因的启动子区域，并且发现ICE1能够结合到多个低温调控因子编码基因（包括MPK4、HOS1、SFR2、CAMTA2等）的启动子区域以及一些已知的COR基因（包括KIN2、RCI2A、RCI2B、COR413IM1等）的启动子区域。这些结果表明ICE1不仅直接参与调控CBF基因的表达，还参与调控其它低温响应基因的表达。

上海植物逆境生物学研究中心的唐恺博士和赵伦博士以及赵春钊课题组的任玉莹硕士生为论文的共同第一作者，赵春钊研究员为通讯作者。该项目得到中国科学院项目的支持。

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