《DNA甲基化在ABA調控草莓休眠誘導中的作用機制研究》是張莉為項目負責人，河南工業大學為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：DNA甲基化在ABA調控草莓休眠誘導中的作用機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張莉
- 依託單位：河南工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
草莓是多年生草本植物，通過休眠應對低溫環境。設施栽培調控草莓的休眠與生長期，可延長鮮果供應時間，但尚未實現鮮果周年供應。目前國內外對草莓休眠的研究多集中在環境因素和生理代謝水平，對其分子機制缺乏深入研究，制約了設施栽培發展。前期研究發現，DNA甲基化在草莓休眠中呈現動態變化，但其在調控休眠中的作用機制尚不明確。本項目擬分析草莓休眠誘導過程中DNA甲基化水平改變對草莓休眠和ABA(Abscisic acid)含量變化的影響；研究誘導休眠過程中ABA水平改變對DNA甲基化和甲基轉移酶FaDRM1、FaROS1等基因表達變化的影響，探討DNA甲基化和ABA在調控休眠中的作用關係；克隆ABA合成關鍵酶NCED1和脫水素蛋白基因及其啟動子，分析基因表達水平和啟動子甲基化狀態，揭示DNA甲基化在ABA調控草莓休眠中的分子機制。本研究為草莓休眠機制的深入闡述與完善提供理論依據。
結題摘要
莓植株進入休眠後，植物體的外錶停止生長，但內部生理代謝活動並未停止，體內的營養物質、酶的活性以及內源激素都在發生一系列的積極的變化。本課題旨在分析草莓休眠過程中DNA甲基化和ABA(Abscisic acid) 水平改變對草莓休眠的影響，以及DNA甲基化和ABA在調控休眠中的相互作用關係等。研究結果表明，草莓在受到休眠誘導後，新葉葉片中ABA和DNA甲基化水平都增加，且ABA變化和總DNA甲基化水平變化同步。草莓解除休眠後甲基化水平顯著下降，從這種甲基化水平的下降，有利於參與植株代謝過程的一些基因表達，促使植株休眠的解除。用濃度為25mg/L ABA對草莓葉片進行噴施處理，草莓葉片在ABA處理之後，基因組總DNA甲基化水平上升，ABA的水平影響基因組DNA總甲基化水平。克隆了植物休眠相關基因，並研究這些基因在草莓休眠不同時期的表達情況，研究不同休眠時期FaDRM1、FaROS1、FaNCED1、FaPIN等基因表達變化，發現在不同休眠時期一些基因表達會顯著上調或者下調。結果表明，環境變化首先引起ABA作出反應，ABA變化進一步調控DNA甲基化、染色質重組等表觀遺傳變化，表觀遺傳與ABA參與的其它信號通路共同調控休眠。除了這條通路中各因素影響休眠之外，其它植物激素、糖類、氧化還原酶等各種酶類和其它一些信號通路也參與調控休眠，各個因素之間的協同作用共同調控休眠。同時利用草莓休眠的生理特點，研究通過成品苗冷藏或假植達到自由控制成熟期，實現草莓鮮果周年供應。結果顯示，草莓苗適宜的冷藏溫度為0℃左右，冷藏期間，溫度應嚴格控制並穩定在0℃左右。提供出冷藏草莓種苗出庫後的定植方法，探索了延遲栽培冷藏種苗出庫後的定植和田間管理方法，提高了種苗成活率和果實產量。項目研究為植物休眠機制的深入闡述與完善，設施栽培發展提供科學依據。
