【摘 要】
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苹果（Malus domestica Borkh.）是我国消费量最大的水果之一。近年来,西北地区以其适宜的气候环境而大力发展苹果产业,已成为我国苹果种植面积最大的地区。然而,叶片早衰和土壤含氮量低及氮素利用效率低等问题严重影响着西北地区苹果的产量及品质。因此,研究响应苹果叶片衰老和低氮胁迫的关键基因及其调控机理对育种具有重要意义。本实验室前期研究证明,HD-Zip Ⅰ家族基因对植物的生长发育和逆境
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（编号:2018YFD1000300）； 国家自然科学基金面上项目（编号:31972391）；
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苹果（Malus domestica Borkh.）是我国消费量最大的水果之一。近年来,西北地区以其适宜的气候环境而大力发展苹果产业,已成为我国苹果种植面积最大的地区。然而,叶片早衰和土壤含氮量低及氮素利用效率低等问题严重影响着西北地区苹果的产量及品质。因此,研究响应苹果叶片衰老和低氮胁迫的关键基因及其调控机理对育种具有重要意义。本实验室前期研究证明,HD-Zip Ⅰ家族基因对植物的生长发育和逆境胁迫响应均具有重要调控作用。MdHB-7或MdHB7-like的过表达基因不仅提高了苹果植株对干旱和盐胁迫的抗性,而且其参与了衰老及低氮胁迫响应。基于此前提,本研究以野生型苹果植株GL-3和MdHB-7/MdHB7-like转基因苹果植株为材料,进行黑暗诱导的离体叶片衰老及低氮水培试验。对黑暗诱导下苹果离体叶片的表型、抗氧化酶系统、激素以及衰老相关基因（SAG）表达进行了分析,并对低氮条件下植株的表型、氮同化能力、氨基酸含量等进行了测定,初步探究了MdHB-7和MdHB7-like苹果植株在黑暗诱导的衰老过程中以及低氮胁迫下的生物学功能。主要研究结果如下:1,黑暗处理中,苹果离体片中MdHB-7和MdHB7-like的表达量显著增加。与GL-3叶片相比,MdHB-7、MdHB7-like过表达（OE）植株的叶片衰老显著延迟,而MdHB-7、MdHB7-like干扰（RNAi）植株的叶片衰老显著加快。过表达MdHB-7或MdHB7-like植株叶片通过维持超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性促进超氧阴离子（O2-）和过氧化氢（H2O2）的清除和抑制了水杨酸的积累,干扰株系则表现出相反的结果。基因表达分析显示,在叶片衰老过程中MdHB-7、MdHB7-like过表达株系的SAGs表达水平显著降低,而其RNAi株系中SAGs的表达水平显著升高。这些结果说明MdHB-7和MdHB7-like在黑暗诱导的苹果叶片衰老中是起负调控作用的。2,低氮胁迫下,与GL-3相比,MdHB-7、MdHB7-like的RANi植株的鲜重显著增加,净光合速率（Pn）和叶绿素浓度等均显著增加,过表达植株则表现出相反的趋势。此外,低氮胁迫下,与GL-3相比,RNAi植株中氮（N）元素的积累增加,且氮同化相关酶如硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（GOGAT）的酶活性显著升高,多种类型的氨基酸含量都显著升高,这些结果表明MdHB-7和MdHB7-like在苹果低氮胁迫中起到了负调控作用。
其他文献
葡萄（Vitis vinifera L.）在世界范围内有着重要的经济价值。葡萄炭疽病是葡萄病害中最严重、分布最广的病害之一。葡萄与病原菌的互作研究有助于进一步明确病原菌的致病机理及葡萄相关响应机制。本研究选择了两个炭疽菌种进行生物学特性研究,比较后选择葡萄炭疽菌（Colletotrichum viniferum）Cv YL2a进行葡萄与炭疽菌互作研究,取得的研究结果如下:（1）在实验室前期基础上中
非生物胁迫会对植物的生长发育造成不良影响,干旱胁迫和碱胁迫是影响西北苹果产区苹果果实产量和品质的主要因素。ALMT家族基因与苹果酸在植物体内的积累和转运有关,并参与植物抗逆反应。课题组前期研究发现ALMT13参与了苹果耐碱砧木资源富平楸子对碱胁迫的响应,其表达显著上调。本研究克隆了苹果MdALMT13基因,通过生物信息学方法对其进行分析;基于MdALMT13在不同逆境下的表达模式分析,发现其响应多
生长素是植物生长发育必不可少的激素。生长素可通过极性运输在植物的不同组织中形成不同浓度的分布,从而准确调节植物生长发育的各个环节。根皮苷属于类黄酮中的二氢查尔酮类化合物,是苹果属植物中含量最高的酚类化合物,对苹果植株的生长发育起重要调节作用。前人的研究表明,根皮苷合成受抑后,苹果植株的生长发育会受到严重抑制,表明根皮苷可能影响了植株生长素的代谢和（或）分布。然而,迄今为止,关于苹果植株中根皮苷积累
苹果（Malus domestica Borkh.）为世界四大主要栽培水果之一。西北黄土高原具备光照充足、土层深厚、昼夜温差大等优势,是苹果最佳优生区之一。但黄土高原的土壤以黑垆土、马兰黄土及黄绵土为主,其Na Cl与Na HCO3含量较高,使整体土壤p H在8.0-8.5,与微酸性土壤为苹果植株适宜生长的条件相违背,不利于苹果产业可持续发展。褪黑素具有多种细胞活性和生理活性的吲哚类色胺,在植物中
葡萄（Vitis spp.）是世界重要的果树之一,在生产上广泛栽培的欧亚种葡萄（Vitis vinifera L.）特别容易感染白粉病。这种由葡萄白粉菌（Erysiphe necator Schw.）引起的真菌病害正在使葡萄产业受到严峻挑战。许多研究表明,病原菌能够通过分泌效应因子干扰植物免疫系统,从而促进对寄主细胞的侵染。尽管病原菌与植物相互作用的研究较多,但关于葡萄与葡萄白粉菌效应因子互作的研
梨为异花授粉作物,在生产上需要配备授粉树并且需要通过人工授粉的方式保证坐果量,雄蕊的发育对于梨的生殖生长过程至关重要。已有研究表明MADS-Box家族基因在植物生殖生长过程发挥重要作用,B类MADS-Box基因主要在花器官的第二轮、第三轮的发育发挥重要作用。B类MADS-Box基因的功能在模式作物上已有研究,而在梨中相关研究较少,并且该类基因的功能在高等作物中不完全保守。本实验室前期研究中用GA4
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苹果（Malus domestica Borkh.）在我国种植历史悠久,种植规模大,分布广泛,是我国栽植规模最大的果树之一。氮素是贯穿苹果生长发育全过程的必需营养元素,低氮胁迫严重影响果树产量和果实品质,目前我国土壤仍存在着氮素短缺、利用效率低及氮肥滥用问题,影响苹果产业的健康发展。干旱是制约我国农业发展的另一重要因素,水分短缺会影响苹果对氮的吸收利用,而精氨酸（arginine）是氮碳比极高的氨
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