《轉錄因子LcKNOX23調控荔枝落果的分子機制研究》是依託華南農業大學，由趙明磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：轉錄因子LcKNOX23調控荔枝落果的分子機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙明磊
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
荔枝是我國原產且研究和產業優勢明顯的南方果樹，但其采前大量落果造成極大經濟損失，因此挖掘調控荔枝落果的關鍵因子及探究其分子機制值得關注。本項目利用前期的RNA-seq初步篩選到一個可能與荔枝落果相關的KNOX轉錄因子LcKNOX23，而前人的研究表明KNOX轉錄因子在器官脫落中起重要作用，但其調控機理不清楚。本項目將以荔枝為材料，分析LcKNOX23轉錄因子的特徵，結合異源轉基因擬南芥器官脫落表型，初步確定LcKNOX23是調控荔枝落果的一個關鍵因子；進一步通過異源轉基因番茄和ChIP-seq深入分析LcKNOX23轉錄因子的功能及其調控的靶基因，以期系統闡明LcKNOX23調控荔枝落果的分子機制。項目研究結果將豐富植物器官脫落調控的機制，並將為生產上改進荔枝落果管理措施及後期的分子改良提供新的重要理論基礎。
結題摘要
荔枝起源於我國，是我國最具特色 和優勢的南方水果之一，但其果實在生長發育過程中恰值南方梅雨季節，陰雨天氣或其它逆境條件會導致荔枝果實大量脫落，這是造成我國荔枝產量低(全 國畝產不足200公斤)的一個重要原因。目前。關於調控荔枝落果的關鍵基因還未知。本研究發現一個KNOX類轉錄因子LcKNOX23在荔枝果柄離區的轉錄量遠遠多於近軸端和遠軸端；此外，由LcKNOX23啟動子驅動的GUS信號特異性的在擬南芥花器官離區和番茄花柄離區聚集，進一步證實LcKNOX23在離區特異性表達。qRT-PCR分析表明，荔枝落果過程中，LcKNOX23的轉錄量被顯著性下調，說明LcKNOX23與荔枝落果負相關;此外qRT-PCR分析發現LcACS1/7和LcACO2/3與荔枝幼果脫落前的乙烯釋放最相關;EMSA和螢光素酶雙系統證實LcKNOX23可直接結合LcACS1/7和LcACO2/3並抑制其轉錄活性;轉基因分析發現LcKNOX23完全抑制了擬南芥花器官的脫落和推遲了番茄花的脫落進程;最後，本研究發現24種(包括荔枝)具有代表性的陸生植物，從低等藻類植物到高等單雙子葉植物，這些物種的ACS/ACO基因的啟動子都包含KNOX轉錄因子的結合位點，說明KNOX轉錄因子調控乙烯合成在陸生植物中可能具有保守性，這將極大的擴展KNOX轉錄因子在植物中的功能。
