As poliaminas (PAs), incluindo putrescina (Put, uma diamina), espermidina (Spd, uma triamina) e espermina (Spm, uma tetramina), são policatiões de baixo peso molecular e substâncias alifáticas contendo nitrogênio. Eles desempenham papéis importantes no ciclo de vida geral das plantas, desde a germinação das sementes até o amadurecimento dos frutos, abscisão e senescência. Tem havido um interesse crescente no estudo de PAs envolvidos em estresses de plantas, incluindo seca, hipóxia, alta temperatura, baixa temperatura, salinidade e toxicidade de metais. O principal papel dos PAs no estresse das plantas é neutralizar os danos causados ​​por espécies reativas de oxigênio (ROS) e prevenir danos de radicais livres ou estresse oxidativo, além de modular os canais iônicos para proteger a morfologia e a integridade das membranas celulares, ácidos nucléicos e proteínas. . Os PAs interagem com vias hormonais (etileno, jasmonato, auxina, giberelinas, citocininas, ácido abscísico [ABA], ácido salicílico e brassinosteroides) e outras moléculas de sinalização (Ca ²⁺ , NÃO, H₂ O₂ , e ácido gama-aminobutírico) para ajudar as plantas a lidar com ambientes adversos.
Ao longo das últimas duas décadas, tem havido uma compreensão emergente do crosstalk entre ABA e PAs em resposta ao estresse ambiental. Os fatores de ligação ao elemento responsivo ao ABA (ABRE) (ABFs) são componentes centrais na sinalização do ABA e estão amplamente envolvidos no crescimento e desenvolvimento das plantas, bem como nas respostas a estresses bióticos e abióticos, como o frio. Os fatores de ligação de repetição C (CBFs) atuam na encruzilhada da rede reguladora de transcrição subjacente à resposta ao estresse pelo frio. Eles podem se ligar diretamente aos elementos de ação cis DRE/CRT (elemento responsivo à desidratação/repetição C) nos promotores de genes regulados pelo frio (COR) e desencadear sua expressão para ajudar as plantas a resistir ao frio intenso.

O melão, que se originou em áreas tropicais e subtropicais, mas agora é cultivado em todo o mundo, é vulnerável a danos causados ​​pelo frio em latitudes temperadas. Evidências sugerem que o ABA exógeno pode aumentar a tolerância ao frio de mudas de melão oriental, e o acúmulo de PA contribui para a adaptação ao estresse de hipóxia na zona radicular, Ca(NO₃ )₂ estresse e estresse salinidade-alcalinidade em mudas de meloeiro, bem como estresse por frio em frutos de meloeiro. Apenas dois CmCBFs, CmCBF1 e CmCBF3, foram identificados, e sua expressão está positivamente correlacionada com a tolerância ao frio em frutos de melão. No entanto, se as vias PA, ABA e CBF regulam sinergicamente a tolerância ao frio do melão é amplamente desconhecido.

Recentemente, cientistas da Shenyang Agricultural University relataram que as vias ABA, CBF e poliamina podem formar uma rede regulatória cooperativa para controlar a resposta ao estresse por frio das plantas. Em um experimento preliminar, os autores descobriram que entre os três PAs, apenas Put estava presente em níveis significativamente mais altos em um genótipo tolerante ao frio em comparação com um genótipo sensível ao frio. Como a arginina descarboxilase (ADC) é a chave sintetase que catalisa a biossíntese de putrescina em plantas, os autores examinaram a expressão do gene codificador de ADC CmADC sob tratamento a frio. Como esperado, a expressão de CmADC induzida por baixa temperatura e a análise de sequência mostraram que o promotor de CmADC continha pelo menos três motivos ABRE e três DRE. Os autores isolaram quatro CmCBFs e cinco CmABFs que foram significativamente induzidos em resposta ao estresse pelo frio. CmABF1 e CmCBF4 foram selecionados como TFs candidatos que poderiam se ligar diretamente a fragmentos promotores de CmADC in vitro e in planta para promover sua transcrição. Os ensaios de silenciamento gênico induzido por vírus (VIGS) demonstraram ainda que CmABF1 e CmCBF4 desempenharam papéis positivos na tolerância ao frio de mudas de melão, promovendo a síntese de Put. Este trabalho foi publicado na revista Horticulture Research .

"Nosso estudo fornece novas evidências de que as vias ABA e CBF na resposta ao frio não são totalmente independentes e que o CmADC está na junção dessas vias", disseram os pesquisadores.