近日，Scientia Horticulturae在线发表了扬州大学陶俊教授团队题为PlMAPK1 facilitates growth and photosynthesis of herbaceous peony (Paeonia lactiflora Pall.) under high-temperature stress的研究论文。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.scienta.2022.111701

研究背景

芍药作为我国的传统名花，因其花朵硕大、花色艳丽而深受人们的喜爱。芍药喜凉爽气候，而长江中下游及以南地区的夏季高温会引起严重的病虫害，使其较早地进入半休眠状态，进而影响来年的观赏效果。MAPK是植物细胞内外信号转导的重要传递者，广泛参与植物对各种环境胁迫的信号转导，在植物高温应答过程中具有重要作用。

研究结果

1. 芍药PlMAPK1能够响应高温胁迫

基于前期转录组数据库，分离得到1个芍药PlMAPK1基因全长序列，属于含TEY基序的MAPK基因家族成员。进一步分析发现，蛋白激酶ATP结合域位于氨基酸序列的第74-98位，并且氨基酸序列与其他植物中的MAPK有74%的相似性且有相同的结构域。

采集夏季田间自然高温胁迫下芍药‘紫凤羽’叶片为材料，通过qRT-PCR检测发现PlMAPK1基因在高温胁迫后期表达水平显著增加，而在高温胁迫初期表达水平相对较低。

2. 芍药PlMAPK1基因影响高温胁迫下芍药植株的生长和光合作用

基于VIGS技术将PlMAPK1基因在芍药中瞬时沉默，转基因植株叶片明显萎蔫、下垂。与野生型相比，转基因植株的H2O2、O2•-积累量显著较高。

通过比较野生型和转基因植株发现，高温胁迫能够显著降低转基因芍药植株的净光合速率和胞间CO2浓度，从而减弱植株的光合能力。此外，除初始荧光Fo外，转基因芍药植株的叶绿素荧光参数均较低，表明高温胁迫使得PSⅡ反应中心受损更严重，散热能力和调节能力均下降。

上述结果表明PlMAPK1基因在芍药响应高温胁迫中起到正向调控作用，这将为芍药耐高温育种奠定理论基础。

扬州大学赵大球教授为该论文通讯作者，硕士生钱祎为该论文第一作者，硕士生程卓雅、团队孟家松副教授和陶俊教授参与了本工作。该项目得到国家自然科学基金（31872141）和江苏省种业揭榜挂帅项目[JBGS(2021)020]资助。

团队或作者（第一或者[和]通讯作者）简介

团队介绍：先后入选国家林草局林草科技创新团队、江苏省现代农业（花卉）产业技术体系观赏花卉创新团队，10余人次入选江苏省有突出贡献的中青年专家、江苏省‘333高层次人才培养工程’中青年科技领军人才、国家林草局林草科技创新青年拔尖人才、江苏省‘青蓝工程’、江苏省双创计划等人才项目。

团队重点围绕牡丹、芍药的品质性状开展研究，建有国家芍药种质资源库、江苏省牡丹种质资源库、江苏省芍药长期科研基地，承担国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、中央财政林业科技推广示范项目等科研课题50余项，发表SCI论文100余篇，选育新品种12个，制定省级地方标准7项，授权国家发明专利18项，主持获得教育部科技进步一等奖1项、梁希林业科学技术二等奖1项、全国商业科技进步一等奖3项。