La capacité des plantes à tolérer le stress dû au froid est fondamentale pour déterminer la saison de croissance et la répartition géographique des plantes. Les anomalies de température locales causées par le changement climatique mondial menacent directement la production agricole. L'amélioration de la tolérance au froid des variétés de riz nécessite de clarifier les mécanismes de régulation des voies de signalisation du refroidissement.

La principale voie de transduction du signal de la tolérance au froid chez le riz a été établie, mais comment les divers composants sont régulés n'est pas clair. OsbHLH002 est l'un des plus de 100 membres de la famille des facteurs de transcription bHLH chez le riz et a la plus forte homologie avec la protéine Arabidopsis ICE1, qui est l'un des principaux membres de la voie de signalisation du froid chez Arabidopsis (d'où OsbHLH002 est également appelé OsICE1).

L'équipe de recherche dirigée par le professeur CHONG Kang de l'Institut de botanique de l'Académie chinoise des sciences a révélé un nouveau mécanisme de tolérance au froid médié par OsMAPK3-OsbHLH002-OsTPP1 dans le riz.

L'équipe de recherche avait montré en 2009 que la surexpression du gène du riz sauvage OrbHLH2 augmentait la tolérance au stress osmotique chez Arabidopsis. Cette fois, ils ont découvert que la protéine kinase activée à froid OsMAPK3 phosphoryle directement le facteur de transcription OsbHLH002/OsICE1 pour améliorer son activité de transactivation. De plus, OsMAPK3 a atténué l'interaction entre OsbHLH002 et l'ubiquitine ligase E3 OsHOS1, ce qui a conduit à une réduction de l'ubiquitination et de la dégradation d'OsbHLH002.

L'augmentation de la teneur en protéines et de l'activité de transactivation d'OsbHLH002 active efficacement l'expression d'OsTPP1 (codant pour la tréhalose-6-phosphatase) pour favoriser l'hydrolyse du tréhalose-6-phosphate, augmenter la teneur en tréhalose et améliorer la tolérance au froid du riz. Ces résultats établissent une nouvelle voie OsMAPK3-OsbHLH002-OsTPP1. Cette voie transduit le signal froid du système de cascade de kinases vers le noyau et favorise la synthèse d'un protecteur osmotique pour réguler la tolérance au froid chez le riz.