《鈣對芍藥花莖機械強度的調控及其分子機制研究》是依託揚州大學，由陶俊擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鈣對芍藥花莖機械強度的調控及其分子機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陶俊
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
芍藥花朵碩大而花莖機械強度不足容易引起莖稈彎曲，影響切花品質。采前噴施外源鈣可提高花莖機械強度，改善花莖品質。申請者前期探索了噴鈣對芍藥莖稈結構、化學組分及相關基因表達的影響，但對於噴鈣可能涉及的許多未知代謝途徑與分子網路尚不清楚。本項目擬通過對芍藥切花采前進行正、反向鈣調控處理，運用掃描電鏡、透射電鏡及X射線衍射技術弄清鈣調控對芍藥花莖微觀結構變化的影響及其與機械強度的關係；同時，採用以Solexa、iTRAQ、LC-MS和NMR為主的轉錄組學、蛋白組學和代謝組學技術系統地探究芍藥花莖機械強度在轉錄水平、蛋白水平和代謝水平對鈣調控的回響機制，發掘鈣調控花莖機械強度的關鍵基因、關鍵蛋白與代謝物，進一步構建鈣調控花莖機械強度的分子網路。最終，從結構水平、轉錄水平、蛋白水平以及代謝水平調控等多個層面詳盡地闡明鈣對芍藥花莖機械強度調控的分子機制，為從分子水平上改良芍藥莖稈機械強度提供理論依據。
結題摘要
芍藥花朵碩大而花莖機械強度不足容易引起莖稈彎曲，嚴重影響切花品質。前期研究表明，采前噴施外源鈣可提高花莖機械強度，改善花莖品質。項目組在對芍藥切花采前進行正、反向鈣調控處理基礎之上，運用掃描電鏡、透射電鏡及X射線衍射技術對花莖進行觀察，發現鈣能夠通過調控花莖木質部次生細胞壁加厚及其細胞層數、增加木質素沉積來增強花莖機械強度，而並未改變花莖細胞壁的晶體結構，從而弄清了鈣調控對芍藥花莖微觀結構變化的影響及其與機械強度的關係。同時，採用轉錄組學、蛋白組學和代謝組學技術系統地探究芍藥花莖機械強度在轉錄水平、蛋白水平和代謝水平對鈣調控的回響，共鑑定到128,926個unigene、5,045個蛋白和10,919個代謝物，通過組學聯合分析發現，鈣能夠通過調控光合作用、鈣信號傳導、碳水化合物代謝、能量代謝、苯丙烷生物合成等通路來影響花莖機械強度，並篩選出多個鈣調控芍藥花莖機械強度的關鍵基因與蛋白，通過系統的分子生物學研究明確了COMT基因在花莖機械強度調控中的重要作用，進而構建了鈣對芍藥花莖機械強度調控的分子網路。這一結果闡明了鈣對芍藥花莖機械強度調控的分子機制，為從分子水平上改良芍藥莖稈機械強度提供理論依據。
