近日，Plant, Cell & Environment在线发表了南京农业大学园艺学院侯喜林教授团队题为“BcVQ11A-BcWRKY23-BcWRKY25 module is involved in thermotolerance by regulating phenylalanine ammonia-lyase activity in non-heading Chinese cabbage”的研究论文，揭示了BcVQ11A-BcWRKY23-BcWRKY25模块通过调节苯丙氨酸解氨酶活性参与不结球白菜耐热性调控的新机制。
不结球白菜(Brassica campestrisssp. chinensis)是十字花科芸薹属芸薹种的3个亚种之一，为一、二年生草本植物。因其种质资源丰富、生长周期短、单位面积产量高、易栽培等特点，在我国中部及以南地区周年栽培种植，占据市场重要份额，国外大量引种，已成为一种全球性的蔬菜作物。不结球白菜中富含矿物质、膳食纤维、维生素，对调节人体酸碱平衡、新陈代谢及预防疾病具有重要作用。不结球白菜喜冷凉气候，在25℃以上的高温天气生长衰弱，易感病毒病，因此，探究不结球白菜在高温环境中的耐热机制，以提升其产量和品质，具有重要意义。
本研究发现不结球白菜受到热胁迫（HS）时，BcWRKY23被迅速诱导表达。短期HS作用下，BcWRKY23可以直接结合自身的启动子增强自身的表达。同时BcWRKY23直接结合BcWRKY25的启动子，并激活其表达，BcWRKY25也在短期HS下迅速积累。BcWRKY23和BcWRKY25通过激活热胁迫响应（HSR）基因的表达来提高不结球白菜的耐热性。同时，BcWRKY23和BcWRKY25共同激活BcPAL1和BcPAL2的表达，显著增强了短期高温下苯丙氨酸解氨酶的活性，从而增强了不结球白菜的耐热性。在长期HS下，BcVQ11A显著积累抑制了BcWRKY23和BcWRKY25的转录激活能力，使得BcPAL1和BcPAL2的表达也下调。最终导致苯丙氨酸解氨酶活性低于正常水平，使不结球白菜萎蔫（图1）。
图1BcVQ11A-BcWRKY23-BcWRKY25-BcPAL1/BcPAL2调控不结球白菜耐热性的分子机制
南京农业大学园艺学院侯喜林教授和张昌伟副教授为论文共同通讯作者，南京农业大学园艺学院白菜系统生物学实验室博士研究生高瞻远，已毕业硕士研究生汪海燕和已毕业博士研究生陈晓山（现工作单位为河北省农林科学院经济作物研究所）为论文共同第一作者，博士研究生丁强，厉恩铜，沈云楼，蒋程，李英教授等参与了这项研究。该研究得到了国家重点研发计划子课题（2022YFD1200502）、中央高校基本科研业务费专项资金（KYPT2024001）和江苏省种业振兴“揭榜挂帅”项目（JBGS[2021]064）的资助。原文链接：