低温胁迫下,RFOs可在植物体内积累,起到渗透调节、失水保护或抗氧化等作用。RFOs又是黄瓜等葫芦科植物同化物的主要运输形式;因此,RFOs在这类植物的体内具有双重功能。肌醇半乳糖苷合成酶(GolS)是催化RFOs合成的关键酶,可被各种逆境诱导上调,同时也是黄瓜叶片同化物装载的关键酶。在黄瓜叶片中,GolS在低温等逆境胁迫下的变化机制有待探索。
研究人员进一步在GolS1启动子中加入低温诱导表达元件,实现低温诱导该基因在韧皮部特异表达。结果发现,转基因植株在低温下同化物装载和输出效率进一步提高,与野生型植株相比,在苗期和成株期均能显著提高叶片光合作用以及叶和果实生长。
该研究发现了一种通过促进同化物运输提高逆境适应性的新机制,获得了植物逆适应方面的新知识,同时也为黄瓜等葫芦科植物抗逆境育种和栽培提供了新思路。