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月季是全球最重要的观赏植物之一,同时也是第一大切花,其观赏品质主要依赖于花瓣的扩展程度和衰老速度。月季切花的供给主要依赖于远距离运输。然而,月季切花极其不耐运输,在我国运输损耗超过30%,主要表现在花朵不能正常开放和衰老过速,对花卉生产者造成巨大的经济损失。已经明确,植物激素脱落酸(ABA)和乙烯能够加速花朵的衰老进程；赤霉素(GAs)具有与ABA和乙烯相反的效果,能够延缓花朵衰老进程,改善开放品质。但是,迄今为止ABA,乙烯和GAs信号之间的相互作用方式及其对花朵衰老的调节机制尚不清楚。已有报道表明,]HD-Zip转录因子家族中I亚家族成员是激素信号互作的重要节点之一。本文以月季‘萨曼莎’为主要研究材料,通过对HD-Zip I家族关键成员的基本生化特性、生物学功能及在月季花瓣衰老过程中的调节机制进行了如下分析：1)从月季花乙烯和失水转录组数据库中筛选得到8个HD-Zip I家族成员的拼接转录本。通过PCR初步得到一个响应月季花瓣衰老的HD-Zip I类转录因子,命名为RhHBlo RhHB1具有HD-Zip I转录因子家族典型的结构特征,具有保守的Homeodomain和leucine zipper结构域。同源性分析表明RhHB1与拟南芥AtHB7和AtHB12具有较高同源性。洋葱表皮细胞瞬时表达分析表明RhHB1定位在细胞核内。酵母单杂交实验表明RhHB1全长和C端具有转录激活活性。ABA和乙烯处理能够显著诱导RhHB1的表达,同时随着花朵开放程度增加,RhHB1表达也增强,暗示着它可能在乙烯、ABA和花瓣衰老进程方面发挥重要的作用。2)为了便于花瓣衰老表型的观察和实验的可重复性,本文以月季花瓣圆片为材料,通过外观观察圆片褪色的速度以此确定花瓣的衰老速度,同时通过可溶性蛋白、离子渗透率、花青素含量和衰老标志基因RhSAG12的表达等生理与分子指标的测定,发现和完整的花瓣相比,花瓣圆片的衰老进程比完整的花瓣提前,但各项指标都呈现相似趋势,表明花瓣圆片和完整花瓣在衰老层面上是具有可比较性的,花瓣圆片是一个合适的实验系统。3)通过病毒诱导的基因沉默(VTGS)方法在月季花瓣圆片中沉默RhHB1,同时分别进行ABA和乙烯处理。沉默样本与对照TRV相比,同样在ABA或乙烯处理条件下,沉默的花瓣圆片衰老进程明显延缓。而沉默样本的花瓣圆片处理ABA或乙烯,同时再加入GAs合成抑制剂多效唑(paclobutrazol, PAC)后,沉默样本与对照TRV衰老进程并没有表现出明显差异。表明ABA和乙烯促进花瓣衰老至少部分通过诱导RhHB1的表达,并且上述出现衰老进程的差异可能是由于沉默RhHB1后花瓣具有更高的内源GAs含量所导致的。在此基础上,发现赤霉素合成关键酶基因RhGA20ox1在RhHB1的沉默样本中表达显著上调。沉默RhGA20ox1后的花瓣圆片表现出促进衰老的表型,同时PAC处理的结果也相似。进一步检测沉默RhGA20ox1和PAC处理的样本中内源活性GAs的含量,结果显示,和对照相比,沉默RhGA20ox1和PAC处理的样本中内源活性GAs都显著降低。并且8个衰老相关基因在GA3处理的样本中的表达水平显著低于同年龄的PAC处理和对照样本。表明RhGA20ox1在月季花瓣衰老中起到重要的作用,并且RhHB1可能是通过抑制赤霉素合成关键酶基因RhGA20ox1的表达,从而导致花瓣内源活性GAs减少,促进花瓣衰老。RhGA20ox1的表达受到ABA和乙烯的显著抑制,而在RhHB1的沉默样本中再施加ABA或乙烯后,RhGA20ox1的表达则显著上调,表明ABA和乙烯对RhGA20ox1的抑制是部分通过诱导RhHB1来实现的。EMSA和酵母单杂交实验进一步证明RhHB1能够特异的结合到RhGA20oxl启动子上的AATATTATT9bp回文序列上,表明RhGA20oxl是RhHB1的直接下游基因。4)综上所述,RhHB1介导了ABA和乙烯调节的月季花瓣衰老进程。RhHB1能够直接绑定到赤霉素合成关键酶基因RhGA20ox1的启动子上,从而抑制RhGA20ox1的表达,最终促进花瓣衰老。这些结果表明RhHB1介导了GA对ABA和乙烯的拮抗作用在月季花瓣衰老过程中,ABA和乙烯促进花瓣衰老需要通过RhHB1-RhGA20ox1这个节点。