寒冷敏感性对某些重要作物构成了重大挑战。虽然有迹象表明这些植物可能具有冷驯化能力，但分子动力学，特别是涉及CRT结合因子(CBF)家族的分子动力学尚未得到充分探索。

揭开耐冷性的秘密深入研究番茄植株对寒冷胁迫的分子反应

其中一个主要问题是温带植物和热带物种(例如番茄)之间的耐寒性差异。此外，被称为冷冻保护剂的小代谢物的积累在使植物抵抗低温损害方面发挥着至关重要的作用。

植物的生物钟增加了复杂性，它可能与寒冷反应机制交织在一起。由于气候变化，世界面临着不可预测的天气模式，了解这些复杂的过程对于保障作物健康至关重要。

首先，研究人员将18天大的番茄幼苗暴露在ZT2.5(ZT=光照开始时间)的4°C冷胁迫下，并在30分钟、90分钟和3小时进行表型分析。茎转录组在处理后30分钟和3小时采样，而根仅在3小时采样。

结果表明，当番茄幼苗暴露在低温下时，芽和根中都会发生广泛的转录重编程。进一步的研究发现CCA1基因的表达受温度的影响比受光照的影响更大。冷处理植物中催化海藻糖、棉子糖和多胺生物合成的基因的mRNA水平平均增加了10倍，表明这些冷冻保护剂在应对冷胁迫时的积累增加。

为了确定冷响应差异表达基因(DEG)之间的功能富集，进行了京都基因和基因组百科全书(KEGG)途径富集分析。

分析表明，许多涉及光合作用、激素信号传导等的基因都是由冷应激诱导的。在冷胁迫下，番茄植株枝条中受影响最显着的过程/途径是光合作用途径。在冷处理的样品中，光合作用运行效率(PSII)开始增加，但随着冷处理的继续，尽管光合作用相关基因不断上调，PSII仍然下降。

大多数光系统基因的显着上调未能补偿低温胁迫引起的光合效率的净损失。在冷应激期间观察到的核心时钟基因的振幅损失可能会扰乱它们的节律调节。此外，利用CBF3敲除突变体，研究表明CBF3对于番茄冷胁迫下某些冷冻保护剂生物合成基因的诱导并不是必需的。

总之，这项研究提供了冷胁迫下番茄幼苗复杂转录景观的全面视图，突出了番茄的独特特征和跨植物物种的共享机制。寒冷反应和昼夜节律调节的相互交织强调了植物对环境应激反应的多方面性。