Tomatoes (Lycopersicon esculentum Mill) are key foods, and their molecular biology and evolution have been well described. Tomato plants originated in the tropics and, thus, are cold sensitive. Here, we generated LeGPA1 overexpressing and RNA-interference (RNAi) transgenic tomato plants, which we then used to investigate the function of LeGPA1 in response to cold stress. Functional LeGPA1 was detected at the plasma membrane, and endogenous LeGPA1 was highly expressed in the roots and leaves. Cold treatment positively induced the expression of LeGPA1. Overexpression of LeGPA1 conferred tolerance to cold conditions and regulated the expression of genes related to the INDUCER OF CBF EXPRESSION-C-REPEAT-BINDING FACTOR (ICE-CBF) pathway in tomato plants. In the LeGPA1-overexpressing transgenic plants, the superoxide dismutase, peroxidase, and catalase activities and soluble sugar and proline contents were increased, and the production of reactive oxygen species and membrane lipid peroxidation decreased under cold stress. Our findings suggest that improvements in antioxidant systems can help plants cope with the oxidative damage caused by cold stress, thereby stabilizing cell membrane structures and increasing the rate of photosynthesis. The data presented here provide evidence for the key role of LeGPA1 in mediating cold signal transduction in plant cells. These findings extend our knowledge of the roles of G-proteins in plants and help to clarify the mechanisms through which growth and development are regulated in processing tomato plants.

中文翻译：

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异三聚体G蛋白α亚基（LeGPA1）赋予加工番茄植物（Lycopersicon esculentum Mill）耐冷胁迫的能力。

西红柿（Lycopersicon esculentum Mill）是关键食品，其分子生物学和进化已得到很好的描述。番茄植物起源于热带，因此对寒冷敏感。在这里，我们生成了LeGPA1过表达和RNA干扰（RNAi）转基因番茄植株，然后我们将其用于研究LeGPA1响应冷胁迫的功能。在质膜上检测到功能性LeGPA1，内源性LeGPA1在根和叶中高度表达。冷处理可积极诱导LeGPA1的表达。LeGPA1的过表达赋予了对寒冷条件的耐受性，并调节了与番茄植物中CBF表达-C-重复结合因子（ICE-CBF）途径诱导子相关的基因的表达。在过表达LeGPA1的转基因植物中，超氧化物歧化酶，过氧化物酶，在低温胁迫下，过氧化氢酶的活性，可溶性糖和脯氨酸的含量增加，活性氧的产生和膜脂质过氧化作用降低。我们的发现表明，抗氧化剂系统的改进可以帮助植物应对因冷胁迫而引起的氧化损伤，从而稳定细胞膜结构并提高光合作用的速率。此处提供的数据为LeGPA1在介导植物细胞中冷信号转导中的关键作用提供了证据。这些发现扩展了我们对G蛋白在植物中作用的认识，并有助于阐明加工番茄植物中生长和发育受到调控的机制。低温胁迫下活性氧的产生和膜脂质过氧化的降低。我们的发现表明，抗氧化剂系统的改进可以帮助植物应对因冷胁迫而引起的氧化损伤，从而稳定细胞膜结构并提高光合作用的速率。此处提供的数据为LeGPA1在介导植物细胞中冷信号转导中的关键作用提供了证据。这些发现扩展了我们对G蛋白在植物中作用的认识，并有助于阐明加工番茄植物中生长和发育受到调控的机制。低温胁迫下活性氧的产生和膜脂质过氧化的降低。我们的发现表明，抗氧化剂系统的改进可以帮助植物应对因冷胁迫而引起的氧化损伤，从而稳定细胞膜结构并提高光合作用的速率。此处提供的数据为LeGPA1在介导植物细胞中冷信号转导中的关键作用提供了证据。这些发现扩展了我们对G蛋白在植物中作用的认识，并有助于阐明加工番茄植物中生长和发育受到调控的机制。从而稳定细胞膜结构并提高光合作用速率。此处提供的数据为LeGPA1在介导植物细胞中冷信号转导中的关键作用提供了证据。这些发现扩展了我们对G蛋白在植物中作用的认识，并有助于阐明加工番茄植物中生长和发育受到调控的机制。从而稳定细胞膜结构并提高光合作用速率。此处提供的数据为LeGPA1在介导植物细胞中冷信号转导中的关键作用提供了证据。这些发现扩展了我们对G蛋白在植物中作用的认识，并有助于阐明在加工番茄植物中调节生长和发育的机制。