《番茄低溫弱光逆境應答中油菜素內酯的抗逆調控機制》是依託浙江大學，由喻景權擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：番茄低溫弱光逆境應答中油菜素內酯的抗逆調控機制
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：喻景權
- 項目類別：重點項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
低溫弱光是喜溫園藝作物生產中的主要逆境。項目在發現番茄等低溫馴化和油菜素內酯BRs通過激發質膜活性氧ROS產生抗逆反應的基礎上，以代表性園藝作物番茄中不同突變體、不同溫敏性基因型和基因沉默或過表達植株為材料，以番茄生產中經常遭遇的低溫弱光逆境為重點，研究其回響中BRs信號和ROS產生變化；明確BRs、光和氧化還原redox信號同低溫抗性及其同CBF的關係，探明ROS作為第二信使在BRs誘導抗逆反應信號途徑中的作用；利用轉錄組分析、正向和反向遺傳學思路，鑑定相關基因功能，明確BRs及其次生redox信號如何通過活化光合作用中redox敏感蛋白提高光合效率和溫度適應性的信號轉導途徑、關鍵節點及其作用機理。研究可望加深BRs和ROS互作誘導作物對低溫弱光抗性分子機制的理解，為建立一條基於BRs、光環境和ROS信號互作提高蔬菜低溫弱光抗性和光合效率的新途徑奠定理論基礎，具有重要的科學與現實意義。
結題摘要
冬春低溫寡照導致蔬菜產量低位徘徊，是制約設施蔬菜高產穩產和冬春蔬菜供應的瓶頸。本項目針對低溫寡照下設施蔬菜冷害常發但調控措施匱乏的現狀，圍繞BR和光信號調控抗冷性的機制展開研究，取得了一系列成果。1、發現蔬菜中油菜素內酯（BR）是調控番茄抗冷性的關鍵信號，並揭示其作用機制。獲得了不同BR合成能力的番茄植株，明確了內源BR對生長和抗冷性的影響。揭示了低溫下BR含量上升，BZR1蛋白明顯積累，同時去磷酸化BZR1比例顯著提高。比較bzr1缺失突變體和BZR1-OE植株的低溫表型，明確BR下游轉錄因子BZR1對於調控低溫抗性具有重要作用。利用ChIP和酵母單雜交證實BZR1通過直接結合CBFs調控其基因表達進而提高抗冷性。2、發現質外體H2O2與BR互作調控番茄抗冷性的機制。發現BR通過BZR1直接調控NADPH氧化酶編碼基因RBOH1，並促進質外體H2O2積累。ROS誘導環式電子流(CEF)，提高光保護相關蛋白水平，並通過誘導谷氧還蛋白GRXS12和S14提高番茄抗冷性。RBOH1-RNAi干涉抑制BR對上述保護機制的調控，導致抗冷性顯著下降。RBOH1可以進一步通過調控redox平衡參與調控BRs信號及BZR1介導的抗冷基因CBFs轉錄調控。3、發現HY5介導的遠紅光信號與BR信號協同誘導番茄低溫抗性的機制。明確了低溫下遠紅光及其受體PHYA激活轉錄因子HY5，調控抗逆激素ABA和JA的合成與信號，提高番茄低溫抗性，但紅光及其受體PHYB介導的光信號途徑對低溫抗性有抑制作用。進一步發現遠紅光信號途徑或PHYB缺失誘導BR合成基因表達上調、BZR1蛋白積累以及去磷酸化BZR1比例上升，表明HY5介導的遠紅光信號和BR信號在調控低溫抗性中存在協同作用。
