6月3日，中国林科院林业所科研团队在沙棘低温抗逆机制研究领域取得新进展，首次阐明HrHY5-HrT5H1-血清素分子调控通路，相关研究成果以“The HY5-T5H1 Transcriptional Regulatory Module Enhances Chilling Stress by Promoting Serotonin Accumulation in Sea Buckthorn”为题刊发于美国化学会（ACS）权威期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》并入选期刊封面。
低温胁迫是限制林果栽培与林业产业化发展的重要非生物胁迫因素。沙棘是我国高寒地区兼具生态价值与经济价值的特色树种，天然具备优良耐寒性状，但血清素参与耐寒调控的分子机制此前尚未得到系统阐明。研究团队围绕血清素的抗逆生理功能开展系列研究，结果表明，低温可显著诱导沙棘内源血清素积累；外源施加血清素可有效清除活性氧、减轻细胞膜过氧化损伤，显著提升低温环境下幼苗存活能力。
研究团队筛选出血清素合成关键限速基因HrT5H1，依托烟草异源过表达、沙棘毛状根遗传转化等功能验证体系，证实该基因可通过提升内源血清素含量强化植株抗氧化系统。结合转录组测序与WGCNA加权基因共表达网络分析，筛选得到核心转录因子HrHY5；借助酵母单杂交、双荧光素酶、EMSA凝胶阻滞等体内外互作技术，证实HrHY5能够特异性结合HrT5H1启动子G-box顺式作用元件，直接激活靶基因转录，进而促进血清素生物合成。转基因功能实验进一步证实，HrHY5依靠调控血清素代谢正向提升沙棘低温耐受能力。
该研究首次在木本植物中建立“转录因子-结构基因-功能代谢物”耐寒调控模块，填补了木本植物血清素参与低温应答的机制空白，丰富了木本植物低温适应理论。发掘的HrHY5、HrT5H1基因为沙棘抗寒良种选育、经济林木定向分子育种提供优质基因靶点，对高寒区域生态修复与沙棘特色产业提质增效具有重要支撑作用。
林业所博士研究生陈宁为论文第一作者，何彩云研究员为通讯作者，张建国研究员、张国昀副研究员、周猎鼎博士研究生共同参与研究。研究得到中国林科院基本科研业务费专项（CAFYBB2024QG007）与国家重点研发计划项目（2022YFD2200401-5）的资助。（陈宁/林业所）
HrHY5–HrT5H1调控模块促进血清素积累增强沙棘抗冷性