牡丹切花糖信號與乙烯信號轉導互作機制研究

《牡丹切花糖信號與乙烯信號轉導互作機制研究》是依託北京林業大學，由董麗擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：牡丹切花糖信號與乙烯信號轉導互作機制研究
• 依託單位：北京林業大學
• 項目負責人：董麗
• 項目類別：面上項目

項目摘要

糖作為植物主要能量物質，在新近的研究中被認定其以類似植物激素的存在方式，為研究切花開花衰老機理提供了新的思路。糖代謝中的己糖激酶（HXK）很可能起著糖信號感受和傳遞的作用。乙烯在切花開花衰老進程中起著重要作用，其信號轉導途徑在許多植物包括牡丹中都得到揭示。本項目在前期研究基礎上，選擇牡丹類似躍變型品種'洛陽紅'及類似非躍變型品種'雪映桃花'對糖信號與乙烯信號的互作機制進行研究。克隆牡丹切花糖信號關鍵酶HXK基因及牡丹乙烯信號轉導途徑負調控元件CTR1基因，並利用已有的擁有自主智慧財產權的牡丹乙烯受體基因ETR1、核內轉錄因子基因EIN3，研究外源糖處理對乙烯信號的干擾和外源乙烯處理對糖信號的影響，為進一步揭示切花乙烯致衰機理及植物信號轉導網路研究提供創新性信息，也為利用現代分子生物學手段對牡丹進行基因改造，創造具有自主智慧財產權的優良切花品種提供理論依據。

結題摘要

本項目為期3年，從2010年1月開始，至2012年12月結束，從轉錄水平研究牡丹切花糖信號與乙烯信號互作機制。本項目順利完成所有研究內容，達到研究目標，已培養博士研究生1名，碩士研究生3名。在國內外期刊、會議發表文章15篇，其中SCI論文4篇。本項目以牡丹切花乙烯敏感型品種‘洛陽紅’及乙烯非敏感型品種‘雪映桃花’為試驗材料，通過外源葡萄糖和己糖激酶抑制劑（NAG）處理研究2個牡丹品種乙烯信號轉導途徑受體ETR1、負調控元件CTR1基因和核內轉錄因子EIN3/EIL基因表達影響，以及乙烯和乙烯抑制劑（1-MCP）處理對糖信號感知和轉導關鍵酶——己糖激酶（HXK）基因表達的影響。研究發現PsCTR2和PsEIL3可能是糖信號作用於乙烯信號位點，而乙烯信號對敏感性不同的品種的HXK基因表達存在差異。除項目要求完成內容以外，本項目還對牡丹切花內參基因穩定性進行評價，得出選擇使用兩個表達最穩定的基因組合（ubiquitin、GAPDH）即可獲得更為精確的基因表達結果的結論。同時還構建牡丹切花花瓣轉錄組並進行高通量測序，得到5條Unigene序列推測與HXK相關，25條Unigene序列為編碼乙烯合成途徑中相關酶的基因，另外34條Unigene序列為編碼乙烯信號轉導途徑中相關蛋白的基因。還對葡萄糖處理和空白對照切花花瓣轉錄組表達差異基因進行研究，173個和功能已知基因具有同源的差異表達基因中，表達上調的Unigene有41條，表達下調的Unigene有132條。經外源葡萄糖處理，1個推測編碼ACS和2個推測編碼乙烯信號轉導途徑中轉錄因子ERF的Unigene下調。本項目的研究結果為進一步揭示牡丹切花乙烯致衰機理及植物信號轉導網路研究提供創新性信息，也為利用現代分子生物學手段對牡丹進行基因改造，創造具有自主智慧財產權的優良切花品種提供理論依據。