2022年9月23日， Frontiers in Plant Science 在线发表了韩烈保教授团队题为“Overexpression of abscisic acid-insensitive gene ABI4  from Medicago truncatula, which could interact with ABA2, improved plant cold tolerance mediated by ABA signaling”的研究论文，该论文以蒺藜苜蓿为研究对象，利用多种分子生物学手段研究发现，MtABI4可以直接与MtABA2蛋白相互作用，并促进 ABA2 基因的表达，从而增加转基因植物中脱落酸的含量。进而提高植物一系列低温胁迫响应生理生化指征，提高植物耐寒性。

　　研究人员首先通过分析 MtABI4 启动子区段，发现了一个低温调控元件。并通过激素诱导表达分析，证明了该基因受IAA、GA、MeJA、SA、6-BA、ABA等多种植物激素诱导。通过低温处理发现，野生型比过表达株系表现出更深的叶色和更严重的萎蔫程度。通过一些列生理生化指标的鉴定，发现转基因植物在低温条件下积累的花青素较少，遭受的细胞膜损伤也较少。在低温条件下 ABI4 基因的过量表达影响了多个抗氧化酶的基因表达和酶活性以及ASA-GSH循环中多个成员的水平，同时也能够调节 COR-CBF-ICE  模块和  OST1 的表达水平。通过IP-MS、Y2H、BIFC等技术发现MtABI4与MtABA2蛋白直接相互作用，促进ABA2基因的表达，进而增加转基因植物中的脱落酸含量。

　　综上，MtABI4可以直接与MtABA2蛋白相互作用，并促进 ABA2 基因的表达，从而增加转基因植物中脱落酸的含量。在低温条件下，ABA的高积累导致SOD、CAT、MDHAR和GR活性增加、较低的MDA水平，较高的ASA/DHA比率和GSH/GSSG比率，以及花青素含量减少，从而防止低温损伤和植物的叶色加深。此外，过量表达的ABI4也诱导了ICEs-CBFs-CORs低温反应模块成员的表达。这些因素结合起来提高了ABI4过表达植物的耐寒性。

　　韩烈保教授为论文通讯作者，博士研究生李殷睿智为论文第一作者，北京市农林科学院滕珂助理研究员和重庆市风景园林科学研究院与西南大学博士后郭涛参与了该研究。该研究得到了国家自然科学基金、中国博士后基金和中央高校研究经费项目的支持。

　　作者：韩烈保

　　审核：纪宝明