活性氧參與荔枝成花調控的基因網路解析

《活性氧參與荔枝成花調控的基因網路解析》是依託華南農業大學，由周碧燕擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：活性氧參與荔枝成花調控的基因網路解析
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周碧燕
• 依託單位：華南農業大學

項目摘要

感應環境脅迫調節開花時間對植物生長發育極為重要，其分子機制在模式植物擬南芥上已有研究，但在多年生的常綠果樹上仍未研究清楚。荔枝是華南地區廣泛栽培的常綠果樹，其成花誘導需要冬季的低溫脅迫。本課題組過去研究表明，低溫誘導成花過程中也誘發脅迫信號分子活性氧（ROS）的積累，外源ROS誘導劑處理可以減少荔枝成花對低溫的需求。本項目從低溫和ROS的調控為切入點，利用高通量測序技術進行轉錄組分析，並利用資源圃中低溫需求不同的荔枝資源進行成花過程的表達分析，以篩選荔枝中回響ROS、低溫且參與成花誘導的基因。本項目還通過候選基因的生物學功能分析、ChIP-seq技術篩選轉錄因子調控的靶基因，以及利用酵母雙雜交技術進行蛋白互作分析，解析ROS參與的脅迫誘導荔枝成花的基因調控網路，為探索脅迫調控常綠果樹開花的分子機理積累基礎資料，也為應對全球氣候變暖、培育適應氣候變化的荔枝新品種提供基因儲備。

結題摘要

脅迫誘導開花是開花植物抵禦不良環境的一種自我保護行為。荔枝是華南地區廣泛栽培的常綠果樹，其成花誘導需要低溫。本課題組過去研究表明，低溫誘導成花過程中也誘發活性氧（ROS）積累，ROS誘導劑處理可以減少荔枝成花對低溫的需要。本項目從各種脅迫共同的信號分子ROS為切入點，利用高通量測序技術，比較了低溫、中度低溫、中度低溫同時加活性氧處理、常溫處理的轉錄組，篩選差異表達基因，從中發掘到荔枝中回響ROS、低溫脅迫且參與成花誘導的基因，並利用活性氧的清除劑進行了藥理學驗證；通過螢光定量分析田間不同品種在成化過程中的基因表達模式，作進一步篩選，最終篩選出LcSVP1、LcSVP2、LcSVP3、LcFLC、LcFPF1等關鍵調控基因；基因功能驗證結果表明LcSVP1、LcSVP2、LcSVP3、LcFLC作為成花的抑制子，而LcFPF1作為促進因子參與活性氧調控的成花過程；本項目還利用蛋白和蛋白互作分析、轉錄因子和靶基因的互作分析、轉錄組分析等構建了活性氧參與荔枝成花的基因調控網路。通過本項目的研究，明晰了ROS和脅迫誘導荔枝開花的基因調控網路，為探索脅迫調控常綠果樹開花的分子機理積累基礎資料，也為應對全球氣候變暖、培育適應氣候變化的荔枝新品種奠定了基礎。