【摘 要】
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中国是世界上苹果(Malus×domestica)生产第一大国,但低温等一系列环境胁迫严重制约着苹果产业发展。通过分子生物学方法鉴定苹果低温调控基因,可为苹果抗寒种质创制提供理论基础。前期研究显示,非典型R2R3类MYB转录因子MdMYB88和MdMYB124可促进苹果耐寒。本研究从MdMYB88和MdMYB124的Ch IP-seq数据库中筛选到一个靶基因MdTIC(TIME FOR COFFE
【基金项目】
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国家自然科学基金(31872080);
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中国是世界上苹果(Malus×domestica)生产第一大国,但低温等一系列环境胁迫严重制约着苹果产业发展。通过分子生物学方法鉴定苹果低温调控基因,可为苹果抗寒种质创制提供理论基础。前期研究显示,非典型R2R3类MYB转录因子MdMYB88和MdMYB124可促进苹果耐寒。本研究从MdMYB88和MdMYB124的Ch IP-seq数据库中筛选到一个靶基因MdTIC(TIME FOR COFFEE),研究了其在耐寒中的作用。主要研究结果如下:1.MdMYB88和MdMYB124能直接结合MdTIC启动子,并正向调控其基因表达。2.MdTIC响应不同的胁迫处理。MdTIC能被低温诱导并在8 h达到最大值。热处理30 min,MdTIC的表达升高约2倍。同时MdTIC还响应苹果真菌侵染和ABA激素处理。组织特异性表明MdTIC在根中的表达量最高,其次为茎,但在叶片和花中表达相对较低。3.干扰MdTIC表达降低植株抗冻性。以GL-3植物为遗传背景,利用农杆菌介导的RNA干扰方法获得两个独立的MdTIC RNAi株系。经过低温处理,发现MdTIC RNAi植株离子渗透率相对GL-3更高,冻害存活率和抗氧化酶活性更低。低温驯化一周后,MdTIC RNAi植物的电导率仍然高于GL-3,冻害存活率低于GL-3。4.MdTIC影响低温响应基因的表达。RNA-seq数据显示,与正常情况相比,MdTIC RNAi植株在低温条件下产生更多差异表达基因,其中包括低温响应基因MdPLC2,MdMKK2和MdADF2等。通过q RT-PCR进一步证实低温响应基因的表达变化是MdTIC RNAi植株的耐冻性降低的原因之一。5.MdTIC低温下促进不饱和脂肪酸合成。通过GC-MS分析发现,低温处理的MdTIC RNAi植物中不饱和脂肪酸含量明显低于GL-3,其中包括亚麻酸(C18:3)和11,14,17-二十碳三烯酸(C20:3)。另一方面,低温处理一周后,MdTIC RNAi植株中饱和脂肪酸,包括棕榈酸(C16:0)和硬脂酸(C18:0)的含量显著高于GL-3。
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