CBF介導乾旱調控荔枝開花的作用機制研究

《CBF介導乾旱調控荔枝開花的作用機制研究》是依託華南農業大學，由申濟源擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：CBF介導乾旱調控荔枝開花的作用機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：申濟源
• 依託單位：華南農業大學

項目摘要

荔枝是華南地區極具經濟價值的水果，亞熱帶地區出現的“暖冬”等異常天氣，容易造成荔枝等果樹成花需冷量不足，從而導致成花障礙。前期研究結果表明，低溫誘導前給荔枝一定程度的乾旱處理，可以降低荔枝成花對低溫強度的要求，促進荔枝開花，但僅有乾旱脅迫而無低溫的外界條件，並不能促進荔枝開花，且乾旱調控植物開花的分子機理仍然不清晰。因此，明確乾旱對荔枝開花的調控機制及其分子機理極為重要。本項目以‘妃子笑’荔枝盆栽植株為材料，在開花誘導期進行乾旱、低溫，以及乾旱結合低溫處理，比較不同處理對荔枝開花時間的影響，通過Q-PCR等手段分析CBF及成花相關基因對不同處理的應答模式，篩選回響乾旱的關鍵元件，並結合ChIP和酵母單雜等技術，鑑別與CBF轉錄因子互作的靶基因，以期闡明CBF轉錄因子介導的乾旱調控荔枝開花的分子機理。

結題摘要

本研究對荔枝盆栽植株進行乾旱、低溫、以及乾旱結合低溫的處理，明確了乾旱處理對荔枝開花的促進效應。對乾旱處理的荔枝葉片進行轉錄組測序，結果顯示LcCBF和LcWRKY等轉錄因子，以及開花相關基因LcMFT表達量被乾旱上調，表明上述基因可能與荔枝成花相關。利用酵母單雜技術鑑定可知，LcCBF2、LcCBF5和LcWRKY均可以結合LcMFT基因的啟動子。利用雙螢光素酶系統檢測可知，LcCBF2和LcCBF5 可正向調控LcMFT基因的轉錄水平，但LcWRKY對LcMFT基因的轉錄沒有顯著的調控效應。酵母雙雜結果顯示，LcCBF2、LcCBF5均可和LcWRKY發生蛋白互作，表明LcCBF2和LcCBF5可能通過與LcWRKY互作，共同調控下游LcMFT基因的轉錄。將LcCBF2、LcCBF5和LcMFT基因在擬南芥中過表達進行功能驗證。結果顯示，過表達LcCBF2和LcCBF5基因可顯著提高擬南芥的抗旱能力，過表達LcMFT基因可顯著提早擬南芥的開花時間。綜上所述，乾旱可上調LcCBF2/5和LcWRKY基因的表達，LcCBF2/5和LcWRKY通過蛋白互作，共同激活下游LcMFT基因的表達，從而促進荔枝開花。