【摘 要】
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矮化有利于植株养分的积累和运输,改善果树的营养状况,在果树生产上具有重要价值。然而当前我国乔化果树修剪管理成本较高,具有矮化性状的果树品种又相对较少。因此,利用分子生物技术解析柑橘矮化机制,培育矮化果树品种并推广矮化高效栽培模式在生产中具有重要意义。本实验室前期研究发现,柑橘中乙烯合成关键酶基因CiACS1（1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶）遗传转化烟草后表现出矮化和晚花的表型。本研究在此基础上进一步
【基金项目】
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国家重大研发计划（2019YFD1000104）； 国家自然科学基金（31972356,31772252,31601743和31872045）；
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矮化有利于植株养分的积累和运输,改善果树的营养状况,在果树生产上具有重要价值。然而当前我国乔化果树修剪管理成本较高,具有矮化性状的果树品种又相对较少。因此,利用分子生物技术解析柑橘矮化机制,培育矮化果树品种并推广矮化高效栽培模式在生产中具有重要意义。本实验室前期研究发现,柑橘中乙烯合成关键酶基因CiACS1（1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶）遗传转化烟草后表现出矮化和晚花的表型。本研究在此基础上进一步探究了CiACS1介导的乙烯生物合成途径参与调控植物株高和成花的机制。主要研究结果如下:1.相较于野生型烟草,T2代的CiACS1转基因烟草株高、节间距、生长素、脱落酸和赤霉素含量以及CiGA20OX、CiFT和CiAP1等成花相关基因的表达量均显著降低,而叶片数显著增多;通过显微观察发现,CiACS1转基因烟草叶细胞较小,横向切面的茎细胞较大,纵向切面茎细胞较短小;2.拟南芥GUS染色结果表明,CiACS1启动子能响应外源多效唑和乙烯的处理;进一步用外源乙烯和多效唑处理成年柠檬树后,CiACS1和CiERF23表达量均显著升高;而赤霉素处理后CiACS1、CiGA20OX、CiFT和CiAP1等基因的表达量均显著下降。3.通过酵母单杂交实验筛选到一个乙烯响应因子（CiERF23）;EMSA证实CiERF23蛋白特异性结合在CiACS1启动子的“TGTCGGTG”位点;转录活性实验和LUC实验证实CiERF23具有转录激活活性,对CiACS1具有正向转录调控作用。4.生物信息学分析发现,CiERF23属于ERF转录因子家族,含一个AP2结构域,在不同物种间,CiERF23蛋白与胡杨同源性最高;q RT-PCR实验表明CiERF23主要在顶端和叶片中表达;亚细胞定位结果表明CiERF23在细胞核中特异性表达,为典型的核定位转录因子;此外,相对于野生型烟草,超表达CiERF23植株叶片数显著增多。综上所述,本研究证实乙烯响应转录因子CiERF23对CiACS1的正向调控作用,并且CiACS1可能通过介导乙烯和赤霉素信号途径调控柑橘株高和成花。
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