《植物避蔭反應分子機制的研究》是依託廈門大學，由陶懿擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：植物避蔭反應分子機制的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陶懿
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
避蔭植物為了躲避其它植物對陽光的遮蔽會改變營養物質的分配，誘導一系列植物生理與形態變化，統稱為避蔭反應。其中，最顯著和重要的變化是植物莖桿和葉柄的伸長生長，其目的是占據更高的空間，獲得更多的陽光。然而由於營養物質的大量消耗，其它組織、器官如根，葉，種子和儲藏器官等的發育會減緩。對於高密度種植的農作物，避蔭反應無疑會影響作物的產量。因此，有關避蔭反應的理論研究會對作物育種具有指導性作用。.避蔭反應的信號轉導途徑是個涉及多種光受體和植物激素的複雜網路，解析這個網路的調控機理，發掘其中的關鍵基因，是我們研究的目標。在本項申請中，我們圍繞已克隆的避蔭反應關鍵基因TAA1，通過回復突變體的篩選與克隆及其功能分析，研究與TAA1途徑相互作用的其它基因和信號轉導途徑。
結題摘要
避蔭反應是喜陽植物為了躲避其它植物的遮蔭而誘導的一系列反應。大多數作物也是避蔭植物，密植作物的避蔭反應會極大地影響作物性狀和產量，導致嚴重的減產，因而研究如何有效的減弱避蔭反應具有重要的意義。本項申請的研究內容主要包括兩個方面：1. 對避蔭缺陷性突變體sav3-1/taa1的回覆突變體的篩選；2.研究避蔭反應的相關機制，尤其是PHYA與避蔭反應的關係。通過sav3-1的回覆突變體的篩選，我們獲得了大量的phyA突變體，說明phyA突變體對下胚軸伸長的影響不依賴於TAA1介導的生長素合成，並且PHYA在遮蔭下抑制了避蔭反應。在對PHYA途徑的進一步研究中，我們發現即使是避蔭植物，在遮蔭信號過強時，也會誘導耐蔭反應。我們通過設定兩種不同的遮蔭條件，以下胚軸的伸長為表型，運用phyA突變體來研究避蔭反應和耐蔭反應。我們發現通過改變R:FR的比例，可以使植物分別表現出明顯的避蔭反應和耐蔭反應，這兩個反應在遮蔭處理24小時後對下胚軸伸長的影響較為明顯，是研究二者相互關係的最佳時間。通過轉錄組分析，我們發現600多個受遮蔭調控的基因的表達受PHYA影響，證實了PHYA在耐蔭反應中的作用。此外，我們發現phyA的缺失會導致植物在長期的遮蔭處理後出現衰老反應，說明PHYA介導的耐蔭反應可以幫助植物應對長期的遮蔭逆境。我們的研究將為如何利用植物自身的耐蔭機制來應對避蔭反應所帶來的農業危害提供新的應對方法。
