ABA通过乙烯和糖信号调控葡萄着色的机理

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葡萄是典型的非跃变型果实,ABA在其成熟过程中发挥着重要的调控作用,其中最显著的作用就是调控花青素的合成。前人研究表明ABA、乙烯及糖信号在葡萄果实着色过程中可能存在功能互作,但缺乏具体证据。本研究以‘早巨峰’葡萄为试材,在阐明葡萄果实着色过程中ABA和乙烯、糖信号存在相关性的基础上,重点揭示了ABA通过乙烯和糖信号调控果实着色的机制。主要研究结果如下:  1.从转色期开始,葡萄果实硬度随成熟显著降低,TSS和花青素含量不断增加;乙烯释放先于ABA,成熟过程中不断下降;ABA含量随果实转色持续增加,并在70DAB达到最高峰,之后呈缓慢下降。  2.ABA和ACC处理均促进了花青素积累和其合成、调控相关基因VvUFGT、VvMYBAs和VvMYBA2的表达。启动子分析表明VvMYBA1仅受ABA诱导,VvMYBA2受ABA和ACC诱导但对ACC更敏感。ABA和ACC处理均不同程度的影响VvNCED和VvACO的表达,尤其是ABA处理能够显著提高VvACO的表达和乙烯释放。因此,ABA能通过促进乙烯的合成而促进VvMYBA2的表达,进而促进着色。  3.通过对乙烯合成关键基因(ACS和ACO)家族的表达分析,筛选得到受ABA强烈诱导的基因ACO141;通过酵母单杂交筛库筛选得到了ACO141上游转录因子ASR。酵母单杂交实验和共转化实验都证明了ASR能结合到ACO141的启动子上。  4.酵母单杂交和共转化实验阐明了VvMYBA1能结合到VvVHP1;2启动子上,进而激活其转录。  5.通过VIGS和转化拟南芥阐明了VvVHP1;2过量表达能促进叶片和果皮花青素积累;并且,其过量表达改变了葡萄糖、果糖及其磷酸化形式的含量及比例。以VvVHP1;2过量表达的葡萄果皮为材料,研究发现其过表达导致354个基因表达上调、409个基因表达下调,尤其是改变了碳水化合物代谢和糖信号相关基因的表达。HXK特异性抑制剂甘露庚酮糖处理揭示了VvVHP1;2参与了葡萄糖信号转导。最终阐明了VvVHP1;2通过葡萄糖信号调控葡萄着色。
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