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Natural variation in STAYGREEN contributes to low-temperature tolerance in cucumber

Journal of Integrative Plant Biology 2023年第12期65卷 2552-2568页

作者： Shaoyun Dong Caixia Li Haojie Tian Weiping Wang Xueyong Yang Diane MBeckles Xiaoping Liu Jiantao Guan Xingfang Gu Jiaqiang Sun Han Miao Shengping Zhang State Key Laboratory of Vegetable Biobreeding Institute of Vegetables and FlowersChinese Academy of Agricultural SciencesBeijing 100081China Department of Plant Sciences University of CaliforniaOne Shield AvenueDavisCA 95616USA Institute of Crop Sciences Chinese Academy of Agricultural SciencesBeijing 100081China

low-temperature(LT)stress threatens cucumber production globally;however,the molecular mechanisms underlying LT tolerance in cucumber remain largely ***,using a genome-wide association study(GWAS),we found a naturally occurring single nucleotide polymorphism(SNP)in the STAYGREEN(CsSGR)coding region at the gLTT5.1 locus associated with LT *** mutants of CsSGR generated by clustered regularly interspaced palindromic repeats(CRISPR)/CRISPR-associated nuclease 9 exhibit enhanced LT tolerance,in particularly,increased chlorophyll(Chl)content and reduced reactive oxygen species(ROS)accumulation in response to ***,the C-repeat Binding Factor 1(CsCBF1)transcription factor can directly activate the expression of *** demonstrate that the LT-sensitive haplotype CsSGRHapA,but not the LT-tolerant haplotype CsSGR^(HapG)could interact with NON-YELlow COLORING 1(CsNYC1)to mediate Chl *** distribution of the CsSGR haplotypes indicated that the CsSGR^(HapG)was selected in cucumber accessions from high latitudes,potentially contributing to LT tolerance during cucumber cold-adaptation in these *** mutants also showed enhanced tolerance to salinity,water deficit,and Pseudoperonospora cubensis,thus CsSGR is an elite target gene for breeding cucumber varieties with broad-spectrum stress ***,our findings provide new insights into LT tolerance and will ultimately facilitate cucumber molecular breeding.

关键词： chlorophyll CRISPR/Cas9 CsSGR cucumber GWAS low-temperaturetolerance

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