SlMAPK12對高溫脅迫下番茄花粉發育的調控與機制研究

《SlMAPK12對高溫脅迫下番茄花粉發育的調控與機制研究》是依託浙江大學，由盧鋼擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：SlMAPK12對高溫脅迫下番茄花粉發育的調控與機制研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：盧鋼
• 項目類別：面上項目

項目摘要

南方高溫環境常常導致夏秋季栽培的番茄授粉受精不良，坐果率下降，嚴重影響到產量和品質，前期研究表明花粉發育對高溫最敏感。我們以耐熱性不同的番茄品係為材料，利用番茄基因晶片比較篩選高溫脅迫下差異表達的基因，鑑定分離了一個在耐熱雄蕊中由高溫脅迫誘導的新基因SlMAPK12，在此基礎上本項目擬利用細胞學與組織顯微技術研究其時空表達特性；利用過量與抑制表達技術研究SlMAPK12基因在花粉發育及逆溫脅迫過程中的生物學功能；利用基因晶片分析結合Real time RT-PCR技術探索逆溫誘導的MAPK基因調控花粉發育的分子機制，闡明在逆境條件下信號傳導基因SlMAPK1調控花粉對高溫的耐受性的作用機制，這對於深入了解植物花粉發育對高溫脅迫的分子回響機制具有重要的理論意義，同時也為利用遺傳工程技術創建穩定耐熱性的番茄新種質提供具有明確功能的新基因，並為抗高溫栽培技術的完善提供理論依據。

結題摘要

番茄是重要的蔬菜作物，同時也是進行生殖發育研究的重要模式植物。南方高溫環境常常導致夏秋季栽培的番茄授粉受精不良，坐果率下降，嚴重影響到產量和品質，前期研究表明花粉發育對高溫最敏感。我們以耐熱性不同的番茄品係為材料，利用基因晶片結合qRT-PCR等方法，從全基因組水平研究了逆溫環境下（高溫脅迫）番茄花粉發育、果實成熟等生殖發育過程基因網路的表達譜，篩選了一批逆境脅迫誘導的關鍵基因, 包括逆境信號傳導、激素介導信號途徑以及轉錄調控相關基因。通過生物信息學分析結合RACE-PCR等技術，分離鑑定了植物逆境脅迫主要信號傳導途徑——促分裂原活化蛋白激酶家族（MAPK）的番茄19個同源基因SlMAPKs，證實其具有時空表達特異性，同時對高溫、低溫、乾旱、鹽脅迫等非生物逆境脅迫有不同的回響。 利用細胞學與組織顯微技術研究了MAPK12、MAPK4等基因的時空表達特性；利用過量與抑制表達技術研究SlMAPK基因在花粉發育及逆溫脅迫過程中的生物學功能；通過對生殖發育過程形態與細胞學觀察發現，番茄SlMAPK12，SlMAPK4等基因均參與番茄花粉發育與小孢子形成過程的信號傳導，並證實提高MAPK的表達水平可以提高植物對逆境脅迫的廣譜抗性，建立了逆溫誘導的MAPK 信號途徑基因調控花粉發育的分子模型，基本探明了在逆境條件下SlMAPK12調控花粉對高溫脅迫耐受性的作用機制，創建了抗高溫番茄材料，對番茄逆境下生殖發育調控機制研究具有重要的理論價值，同時也為番茄抗高溫栽培技術的完善提供技術依據。