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杜仲（Eucommia ulmoides Oliver.）是杜仲科杜仲属植物,是我国特有的耐寒橡胶树,其叶、花、果、树皮、根皮均含有棉絮状的杜仲胶,杜仲胶具有“橡塑二重性”,开发潜力巨大。但杜仲各器官中胶含量相对较低,导致生产成本居高不下,严重影响了杜仲胶产业化进程。我们前期研究确定了杜仲胶生物合成主要途径,并鉴定了相关基因,同时发现了杜仲特异分化出合成长链反式聚异戊二烯的基因—FPSII类（FPS1、FPS3和FPS5）,其中FPS5被认为杜仲胶高效积累的关键酶基因,但尚未揭示杜仲胶生物合成关键基因的作用模式及非编码RNA的调控作用。本研究通过FPS5基因启动子元件分析、活性研究和反式作用因子筛选,揭示了FPS5启动子水平的调控机理;通过酵母双杂交系统+双分子荧光互补等方法,筛选了FPSII的互作蛋白;通过杜仲胶生物合成关键基因FPS5相关lncRNA和miRNA的筛选,构建了非编码RNA水平上杜仲胶合成关键基因的调控网络,以期为杜仲高产胶分子育种提供重要的理论依据和实践指导。主要研究结果如下:（1）揭示了FPS5基因反式作用因子的调控机理。对FPS5启动子区域的生物信息学分析发现,和FPS1基因相比,FPS5基因启动子特异含有乙烯响应元件和水杨酸响应元件,说明FPS5的表达可能更容易受到乙烯、水杨酸等激素的调控;通过酵母单杂交技术,筛选出2个与FPS5启动子区域互作的反式作用因子,分别为乙烯响应转录因子（ERF）和DNase I。表达模式研究表明,ERF对FPS5的表达具有负调控作用,同时发现乙烯信号转导途径相关基因（ETR1、CTR、ERF等）的表达量与杜仲胶合成呈负相关,而杜仲果实中乙烯合成途径全套基因（SAMS1、ACS1、ACO1等）的表达量与胶合成呈显著正相关,说明杜仲果实中合成的乙烯通过乙烯转导途径中的ERF调控胶合成关键酶基因FPS5的表达,最终调控杜仲胶的生物合成。（2）筛选出杜仲胶合成关键酶的互作蛋白。以杜仲胶合成关键酶FPS5和FPS1为诱饵蛋白,通过酵母双杂交,分别筛选到34个和21个阳性克隆。其中,FPS5筛选到的34个阳性克隆中有31个为小颗粒橡胶蛋白（1个SRPP1和31个SRPP7）,其他3个阳性克隆分别为bHLH、SWAP和PDF1B蛋白;FPS1筛选到的21个阳性克隆中16个为小颗粒橡胶蛋白（1个SRPP1和15个SRPP7）,其他5个阳性克隆编码ERD7、RNA绑定等蛋白。SRPP1和SRPP7为FPS5和FPS1共同筛选到的蛋白,且这SRPP1和SRPP7的表达量与杜仲胶的积累显著相关。双分子荧光互补实验表明,FPS1与SRPP1和SRPP7具有互作关系,进一步验证了FPS1+SRPP1和FPS1+SRPP7以复合蛋白的形式起作用。（3）构建了杜仲胶合成过程中由lncRNA参与调控的关键基因FPS5的共表达网络。杜仲果皮中部胶含量丰富,果皮边缘几乎不含胶,且杜仲胶在5月份快速积累,6月份几乎停滞。转录组研究表明,FPS5在5月份果皮中部的表达量显著高于果皮边缘以及6月份果皮中部和边缘（log2foldchange≥3）;5月和6月果皮中部和边缘的基因差异表达分析,筛选出11个lncRNA和18个TUCP（编码功能不确定的转录本）调控FPS5的表达（lncRNA/TUCP与FPS5表达量相关系数0.95-1.00）,同时还调控103个差异表达基因;建立了103个差异表达基因和FPS5的共表达网络,发现了13个枢纽基因,这些枢纽基因的表达量与FPS5呈极显著相关,相关系数达0.91.0;其中8个枢纽基因的功能与细胞周期、细胞分裂、细胞壁和微管发育、核酸代谢有关。由于杜仲果皮中部包裹种子部分乳管细胞的密度大于果皮边缘乳管细胞的密度,且杜仲胶的积累伴随着乳管细胞的生长,说明8个枢纽基因可能参与了乳管细胞的发育过程,为杜仲胶的积累提供充足的场所,意味着lncRNA/TUCP同时调控胶合成关键基因FPS5和乳管细胞发育相关基因的表达,最终影响杜仲胶的合成。（4）构建了杜仲胶合成关键基因FPS5的竞争性内源RNA（ceRNA）调控网络。对杜仲5月份果皮中部和果皮边缘以及6月份果皮中部和果皮边缘样品进行小RNA测序。基于竞争性内源RNA（ceRNA）理论,共鉴别到12个能与FPS5靶向结合的miRNA;其中3个miRNA（miR858a、novel226、novel127）还与4个lncRNA具有靶向结合位点,说明这4个lncRNA可能与FPS5竞争性结合3个miRNA来间接调控FPS5的表达;7个miRNA（miR164a、miR169h、novel74等）还可以与6个mRNA靶向结合,说明这些mRNA与FPS5竞争性结合miRNA,从而调控FPS5的表达;功能分析发现,6个mRNA中HMGS1、HMGS2和HMGR2参与杜仲胶合成的上游途径（MVA）,KIN14E可能与果皮的生长有关,MYB61转录因子通过miR858a间接调控FPS5的表达,HMT-1编码的酶蛋白催化乙烯前体的合成,进一步说明杜仲果实中内源乙烯的合成途径通过ERF和miRNA（novel74）与杜仲胶合成途径存在交流,且两个途径呈正相关。