葡萄(Vitis vinifera L.)为葡萄科葡萄属落叶藤本植物，是世界上第二大果树作物，鲜果及其加工品葡萄酒一直广受消费者喜爱，具有巨大的经济效益和广阔的市场前景。我国葡萄的栽培面积及产量均居世界前列，主产区冬季低温干旱，而栽培的主要品种抗寒性较差，冬季需埋土防寒，大幅增加了生产成本和种植风险，因此葡萄抗寒性的研究显得尤为重要。
中国科学院植物种质创新与特色农业重点实验室孙小明博士在李绍华研究员和辛海平副研究员的指导下，研究了低温胁迫与乙烯生物合成的关系，同时对下游ERF转录因子VaERF057的功能进行了研究。结果表明，低温胁迫可以促进ACC的合成并激活ACO的活性，从而导致葡萄中内源乙烯的合成速率增加；外源添加ACC可以显著提高山葡萄和‘玫瑰香’的抗寒性，而添加AVG却增加了山葡萄和‘玫瑰香’对低温的敏感性，表明乙烯正调控葡萄对低温胁迫的耐受性。低温胁迫条件下，VaERF057表达显著上调，而AVG能够完全抑制低温对VaERF057的诱导作用，说明在低温条件下VaERF057的上调表达可能依赖于内源乙烯的生物合成。此外，在拟南芥中过表达VaERF057显著提高了转基因植株的抗寒性，RNA-seq分析发现VaERF057可能调控下游多个低温胁迫相关基因的表达。
该研究获得国家自然科学基金（NSFC Accession No.：31130047，31471857）、宁夏育种专项（NXNYYZ201502）和中科院青促会（2015281）的资助。研究结果以“Ethylene positively regulates cold tolerance in grapevine by modulating the expression of ETHYLENE RESPONSE FACTOR 057”为题，已于4月4日在线发表于Scientific Reports。
低温胁迫促进乙烯的合成速率
过表达VaERF057显著提高拟南芥的抗寒性
