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柑橘是我国重要的水果,甜橙是最主要的栽培类型。低温是影响甜橙生产的重要环境因子,采用基因工程是提高抗寒性的一个可行手段,其前提是具备抗寒关键基因。甜橙全基因测序完成为阐明甜橙低温应答的机制、发掘和鉴定抗寒基因奠定了重要基础。多胺在植物逆境应答中发挥重要作用,ADC(精氨酸脱羧酶)是多胺合成的重要限速酶,CBFs是植物低温信号转导途径中重要的调控因子,但CBF是否调控ADC基因表达和多胺合成进而介导甜橙低温应答并不清楚。本研究以甜橙CBF与ADC为研究切入点,研究CBF调控低温下ADC基因表达及腐胺积累的功能,主要研究结果如下:1.CsCBFs能够响应多种非生物胁迫,包括低温、盐、ABA、脱水等,其中CsCBF1受低温诱导最明显。通过农杆菌介导的遗传转化获得了超表达CsCBF1的甜橙转基因系,同是利用病毒诱导的基因沉默技术(VIGS)获得了枳干涉PtrCBF1(CsCBF1同源基因)的干涉植株。2.对甜橙转基因系和枳VIGS系进行抗寒功能鉴定,低温处理之后,相对于野生型甜橙(WT),超表达CsCBF1的甜橙转基因系体内积累更少的过氧化氢,抗氧化酶活性更高,ADC表达量和内源腐胺含量均高于WT;相反,枳干涉系受低温伤害的表型比对照严重,积累的ROS更多,但腐胺含量则减少。3.对枳VIGS植株外源施加腐胺,甜橙转基因系则采用ADC抑制剂(Darginine)处理(均设置清水处理为对照组),随后进行低温处理。发现外源添加腐胺后,VIGS植株内源腐胺含量增加,低温处理后积累的过氧化氢比对照组少,而抗氧化酶活性增加,表明外源腐胺能够恢复VIGS植株的抗寒性。Darginine处理的植株耐寒性均不如对照组,超表达甜橙转基因系和WT叶片出现干枯和萎蔫,但抑制剂处理材料内源腐胺含量比对照低。4.凝胶电泳迁移实验表明CsCBF1和ADC启动子上的CCGAC元件能特异结合。综合以上结果,表明CsCBF1通过和ADC启动子上的CRT/ERF元件结合,调控ADC表达和腐胺合成,从而在低温应答中发挥作用。