La capacidad de las plantas para tolerar el estrés por frío es fundamental para determinar la temporada de crecimiento y la distribución geográfica de las plantas. Las anomalías de la temperatura local causadas por el cambio climático global amenazan directamente la producción de cultivos. La mejora de la tolerancia al frío en las variedades de arroz requiere aclarar los mecanismos reguladores de las vías de señalización del frío.

Se ha establecido la principal vía de transducción de señales de la tolerancia al frío en el arroz. pero no está claro cómo se regulan los diversos componentes. OsbHLH002 es uno de los más de 100 miembros de la familia de factores de transcripción bHLH en el arroz y tiene la mayor homología con la proteína Arabidopsis ICE1. que es uno de los miembros centrales en la vía de señalización fría en Arabidopsis (por lo tanto, OsbHLH002 también se llama OsICE1).

El equipo de investigación dirigido por el profesor CHONG Kang del Instituto de Botánica de la Academia de Ciencias de China ha revelado un nuevo mecanismo de tolerancia al frío mediado por OsMAPK3-OsbHLH002-OsTPP1 en el arroz.

El equipo de investigación había demostrado en 2009 que la sobreexpresión del gen del arroz silvestre OrbHLH2 mejoraba la tolerancia al estrés osmótico en Arabidopsis. Esta vez, descubrieron que la proteína quinasa activada en frío OsMAPK3 fosforila el factor de transcripción OsbHLH002 / OsICE1 directamente para mejorar su actividad de transactivación. Es más, OsMAPK3 atenuó la interacción entre OsbHLH002 y E3 ubiquitina ligasa OsHOS1, lo que condujo a una reducción de la ubiquitinación y degradación de OsbHLH002.

El aumento del contenido de proteínas y la actividad de transactivación de OsbHLH002 activa eficazmente la expresión de OsTPP1 (que codifica trehalosa-6-fosfatasa) para promover la hidrólisis de trehalosa-6-fosfato, aumentando el contenido de trehalosa y mejorando la tolerancia al enfriamiento del arroz. Estos resultados establecen una nueva vía OsMAPK3-OsbHLH002-OsTPP1. Esta vía transduce la señal de frío del sistema de cascada de quinasas al núcleo y promueve la síntesis de un protector osmótico para regular la tolerancia al frío en el arroz.