狗牙根(Cynodon dactylon (L). Pers.)作為一種抗性較強的草坪草，其應(yīng)用前景廣泛。然而狗牙根是一種暖季型草坪草，對冷凍害比較敏感。如何提高狗牙根對冷凍害脅迫的抗性，以使其四季長青，對草坪草研究具有重要的現(xiàn)實意義。

　　鈣在植物生理活動中起重要作用，各種外界和內(nèi)在的信號因子所導(dǎo)致的植物反應(yīng)大多與鈣信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。鈣作為信號分子，介導(dǎo)了許多信號反應(yīng)，并參與了眾多生理過程。那么，鈣信號是如何獲得對某種刺激信號的特異性反應(yīng)的呢？研究表明細(xì)胞內(nèi)存在許多控制鈣信號特異性的因素。目前，在模式植物擬南芥中的研究表明，鈣與鈣結(jié)合蛋白的結(jié)合使它們的構(gòu)象發(fā)生改變，從而調(diào)節(jié)它們的活性或調(diào)節(jié)它們與靶蛋白的結(jié)合能力，進(jìn)而調(diào)節(jié)靶蛋白的功能及活性，最終參與眾多生理過程。然而，鈣信號與狗牙根的抗性脅迫的關(guān)系還不清楚。

　　中國科學(xué)院武漢植物園植物水分脅迫生物學(xué)學(xué)科組施海濤博士在產(chǎn)祝龍研究員的指導(dǎo)下，利用植物生理學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等研究方法，對鈣調(diào)控草坪草狗牙根抗冷機理展開了一系列研究。研究發(fā)現(xiàn)，冷脅迫處理快速誘導(dǎo)了鈣離子的含量；外源鈣離子處理提高可以顯著提高狗牙根對凍害脅迫抗性，而鈣離子的螯合劑EGTA處理降低了狗牙根對凍害脅迫抗性；同時外源鈣離子和EGTA處理均可以改變冷脅迫時的活性氧積累和抗氧化酶活性；進(jìn)一步的蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)研究鑒定了一系列在正常和冷脅迫處理情況下被外源鈣離子調(diào)控的差異表達(dá)蛋白和代謝物，并將部分蛋白和代謝物整合在一條代謝途徑中。這些結(jié)果綜合解析了鈣調(diào)控草坪草狗牙根抗冷脅迫的機理。

　　以上研究獲得國家自然科學(xué)基金(No.31200194 和No.31370302)、中國科學(xué)院“百人計劃”、中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程項目(No.54Y154761O01076和No.Y329631O0263)和中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會的共同支持。相關(guān)研究結(jié)果在植物學(xué)國際期刊Journal of Integrative Plant Biology (doi: 10.1111/jipb.12167)上在線發(fā)表。