【摘 要】
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猕猴桃为肉质根,根系浅,对涝害敏感。随着全球变暖,涝害越发频繁,严重制约猕猴桃产业的可持续发展。因此,培育猕猴桃耐涝品种成为产业的迫切需求。猕猴桃响应涝害的分子机制研究有助于快速、高效选育抗逆品种。本文以中华猕猴桃（Actinidia chinensis）系列中不耐涝品种‘东红’为试验材料,模拟田间涝害胁迫后,通过逆境生理指标测定、转录组分析以及分子生物学试验,筛选并验证响应涝害胁迫的关键基因,探
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猕猴桃为肉质根,根系浅,对涝害敏感。随着全球变暖,涝害越发频繁,严重制约猕猴桃产业的可持续发展。因此,培育猕猴桃耐涝品种成为产业的迫切需求。猕猴桃响应涝害的分子机制研究有助于快速、高效选育抗逆品种。本文以中华猕猴桃（Actinidia chinensis）系列中不耐涝品种‘东红’为试验材料,模拟田间涝害胁迫后,通过逆境生理指标测定、转录组分析以及分子生物学试验,筛选并验证响应涝害胁迫的关键基因,探索猕猴桃响应涝害的转录调控机制。主要结果如下:1.分析涝害对猕猴桃生长发育的影响。与对照组相比,淹水处理会阻碍猕猴桃根系的生长,淹水7 d的表型最为明显。H2O2和MDA含量在淹水处理过程中呈现先上升后下降的趋势,分别在处理2 d和1 d时含量最高,具有极显著差异。同时,根系乙醛和乙醇含量在淹水处理后显著增加。上述结果表明,猕猴桃淹水处理（模拟涝害）后根系生长受限,氧化反应明显,植株转向无氧发酵,产生乙醛和乙醇。2.基于转录组测序的涝害响应基因挖掘以及转录调控机制初步验证。将淹水处理0 d、1 d和2 d的根系RNA样品送转录组测序,共发现149个差异基因。其中Ac PDC1,Ac PDC2,Ac ADH1和Ac ADH2作为乙醇发酵的关键酶,在猕猴桃淹水处理中响应显著。进一步分析发现10个最强响应的差异转录因子中,AcERF74/75可结合Ac ADH1启动子上的GCC-box进而增强其启动子活性。MEME位点和进化树分析表明,AcERF74/75与拟南芥和水稻ERF-VIIs同源,在N端具有保守的MCGGAI结构域。以上结果表明,ERF-VIIs成员AcERF74/75可调控Ac ADH1的转录水平,以响应淹水处理,参与涝害胁迫。3.利用转基因体系,验证AcERF74/75在猕猴桃体内的功能。与野生型愈伤组织相比,过表达AcERF74/75可诱导Ac ADH1/2和Ac PDC2的表达量显著上调,而对Ac PDC1的表达没有显著影响。野生型愈伤组织中无乙醛和乙醇积累,过表达材料中乙醇含量则高于104.90μg/g FW,而乙醛仍无法检测到。以上结果表明,过表达AcERF74/75可增强Ac ADH1/2和Ac PDC2的表达,导致乙醇含量增加。同时,Ac PDC1可能受其他基因调控。综上所述,两个ERF-VIIs亚家族成员AcERF74/75是乙醇发酵相关基因的转录激活因子,在猕猴桃涝害响应中发挥重要作用。
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