bHLH类转录因子RhBEE3通过促进ABA合成调节月季花朵衰老的机理研究

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现代月季(Rosa hybrida)具有极高的商业价值,在切花市场上独占鳌头。月季采后贮运过程中损耗严重,使得切花月季采后衰老的分子机制研究备受关注。乙烯、脱落酸和细胞分裂素是影响月季花朵衰老的重要因素,但三者的互作机制尚不明晰。本研究从课题组前期筛选得到的两个响应乙烯的转录因子RhERF3(RU03393)和RhBEE3(RU03429)出发,通过过表达转录组数据分析,筛选得到响应转录因子的下游激素关键合成及降解基因,通过酵母单杂交、酵母双杂交和双荧光素酶活性分析等实验进行互作验证,并建立了优良的月季‘Samantha’体细胞胚无性系。主要结果如下:1.转录组数据分析显示,RhERF3和RhBEE3具有较为类似的表达模式。KEGG分析发现植物激素信号转导途径发生明显富集。我们同时也关注了植物激素合成和降解相关基因。基于RhBEE3过表达样本中激素合成和信号传递相关基因的表达分析,筛选得到两个候选的下游基因:ABA合成相关基因NCED和CTK降解相关基因CKX。q RT-PCR结果显示,NCED和CKX在花瓣衰老过程中都受到明显诱导;2.克隆得到了1,839bp的NCED基因全长序列,并命名为RhNCED1。亚细胞定位结果显示,RhNCED1蛋白定位在叶绿体上。在月季花瓣中进行瞬时表达,发现RhNCED1能够促进花朵衰老;3.酵母单杂交和双荧光素酶活性分析实验结果显示,转录因子RhBEE3能正向调控酶基因RhNCED1的启动子活性,而对RhCKX1启动子无明显影响。而转录因子RhERF3对RhBEE3启动子无明显影响。酵母双杂交结果显示,RhERF3蛋白能与RhBEE3蛋白特异性结合;4.利用体细胞胚无性系筛选的方法得到了line 22月季‘Samantha’体细胞胚无性系,它在抗褐化能力,增殖能力和萌发能力等方面具有显著优势;本研究验证了转录因子RhERF3和RhBEE3,转录因子RhBEE3和RhNCED1以及RhCKX1的相互作用关系,初步验证了RhNCED1的基因功能,并为课题组建立了‘Samantha’体细胞胚无性系,为解析月季花朵衰老进程中乙烯和脱落酸的相互作用机制提供了一些理论依据,为月季品质改良育种奠定理论基础。
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