院经作所在低温响应与烟叶品质形成机制研究方面取得新进展

近日，院经作所烟草绿色高效栽培团队在工业作物领域国际学术期刊《Industrial Crops and Products》（中科院一区，TOP期刊，影响因子6.2）在线发表了题为“Multiple omics insights into the regulatory networks of long-term chilled stress-induced early flowering and reduced yield in tobacco (Nicotiana tabacum cv. KRK26)”的研究论文。研究揭示，长期低温胁迫主要通过靶向低甲基化介导的表观遗传调控机制，激活开花相关基因表达，从而引发KRK26的早花反应并造成产量损失，该过程伴随转录重编程及活性氧（ROS）系统失衡。研究结果为制定减轻低温胁迫所致烟草产量下降的栽培与育种策略提供了重要的分子理论依据。

研究开展了为期两年、涵盖三个生态区及三个不同移栽期的田间试验。结果表明，早移栽植株因遭受低温胁迫，其生长发育受到显著抑制，烟叶外观品质与感官品质亦明显下降。进一步的定位试验与温室模拟实验显示，早移栽植株经历长时间低温暴露（<10℃），表现出显著矮化、提早抽薹以及一级烟叶产量显著降低等特征。长期低温胁迫破坏了细胞内氧化还原稳态，表现为谷胱甘肽含量减少、关键抗氧化酶（POD和MDHAR）活性下降，同时氧化型抗坏血酸衍生物（DHA和MDHA）积累增加。转录组分析显示，细胞质翻译相关过程被下调，而昼夜节律调控通路和赤霉素代谢稳态相关基因表达被激活。值得注意的是，全基因组甲基化测序（WGBS）结果显示，在全局甲基化水平未发生显著变化的情况下，多个关键基因的调控区域出现特异性低甲基化（主要集中在CpG/CHG位点），进而导致年龄途径中的关键开花调控基因NtSPL5a和NtAP1La发生转录激活。

研究由院经作所联合安徽中烟、安农大及云南香料烟草公司共同完成。院经作所董庆副研究员为主要通讯作者，沈嘉副研究员、姜超强研究员及祖朝龙研究员对本研究作出重要贡献。研究得到安徽中烟科技项目（2023119）、院人才计划（QNYC-202519）等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.122451

长期低温胁迫对烟生长影响机制的研究模型图