PhyA、HY5和PIF4在光质调控番茄低温抗性中的机制研究
发布时间：2020-12-23 00:57
低温胁迫严重影响了番茄（Solanum lycopersicum）等园艺作物的产量和品质,已成为限制我国设施生产发展的瓶颈问题之一。因此,剖析蔬菜作物对低温胁迫的应答机制,运用分子、生理生化和环境调控等手段提高蔬菜作物在不良环境下的抗性,对保障我国蔬菜的产量和品质具有重要的意义。光信号参与调控植物的生长发育及逆境抗性,但光质、光周期等光信号与作物抗逆性间的关系还鲜有报道。本论文以番茄为研究材料,利用遗传学、生理学、分子生物学等手段,研究了光敏色素在光质调控番茄低温抗性中的作用;探究了低温下,光信号对植物冠层内不同叶位叶片光抑制和光保护的调控作用;阐释了季节变化中,植物整合光质、光周期及冷驯化信号调控番茄低温抗性的机制;明确了光敏色素互作因子（PIFs）在光质调控番茄低温抗性中的作用。所得主要结果如下:1.感受远红光（FR）和红光（R）的光敏色素A（phyA）和phyB分别正负调控脱落酸（ABA）、茉莉酸（JA）等植物激素以及ABA、JA和C-重复结合因子（CBF）信号通路相关基因的表达水平,进而促进或抑制番茄的低温抗性。番茄ABA缺失突变体（not）和JA缺失突变体（spr2）的低温抗...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：182 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１植物对冷胁迫响应的调控网路（Ｚｈａｎｇｅｔａｌ＿，２０１７）
叶绿体的移动减少光的吸收；避免有害辐射的光量子；加强活性氧清除系统；以??热耗散形式消耗吸收的光能？，促进环式电子传递；加强光呼吸以及依赖于苹果酸??－草酰乙酸穿梭途径的绿体外防御途径（图１．２，?Ｔａｋａｈａｓｈｉ?ａｎｄ?Ｂａｄｇｅｒ，?２０１１?）。??具体机制为：（１）植物通过改变叶片与光照的角度（平行）最小化太阳辐射的??吸收，以避免吸收过度光能进行光合作用（ＥｈｌｅｒｉｎｇｅｒａｎｄＦｏｒｓｅｔｈ，１９８０）。调节??叶绿体在细胞中的位置以优化植物光合作用所需的光强度，如叶绿体聚集在垂直??于光方向的细胞壁处，以有效地捕获弱光（积累反应）；相反，在强光下，叶绿??体在平行于光方向的细胞壁聚集，以避免过多光的吸收（回避反应；Ｔｈｏｌｅｎ?ｅｔａｌ．，??２００８）。植物通过酚酸、黄酮醇和花青素等酚类化合物避免紫外线和可见光中有??害福射对ＰＳＩＩ的损伤及Ｄ１蛋白的降解（Ｂｏｏｉｊ－Ｊａｍｅｓ?ｅｔ?ａ〗．，２０００；?Ｓｏ丨ｏｖｃｈｅｎｋｏ?ａｎｄ??Ｍｅｒｚｌｙａｋ，２００８?）。（２）植物通过叶绿体中的类胡萝卜素、生育酚、抗坏血酸、??７??
和ｐｈｙＦ，其中ｐｈｙＡ和ｐｈｙＢｌ／Ｂ２分别为ＦＲ和Ｒ的受体，与拟南芥中的ｐｈｙＡ和??ｐｈｙＢ／Ｄ分别同源（Ａｌｂａ?ｅｔ?ａｌ．，２０００?）。除参与调控植物形态建成外，光敏色素还??参与调控植物的生物与非生物抗性（图１．３；Ｃａｒｖａｍ〇ｅｔａｌ．，２０１１；杨有新等，２０１４；??ＷａｎｇＨａｎｄＷａｎｇＨＹ，２０１５）。如与野生型比，突变体植株中ｉ＾ＤＣ３０００、灰??霉病和尖抱镰刀菌的发病率较髙，且烟草天蛾虫害较重??（Ｉｚａｇｕｉｒｒｅ?ｅｔ?ａｌ．，２００６；?Ｃａｒｇｎｅｌ?ｅｔ?ａｌ．，２０１４?）；水稻光敏色素缺失突变体尸如４５（７对??稻痕病菌（Ｍａｇｎｆｌｐｏｒ＾ｉｅｇｒｈｅａ）的抗性明显下降，这与光敏色素突变体中ＳＡ与??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物低温胁迫响应机理的研究进展[J]. 薛爽,饶丽莎,左丹丹,汪凤林,林思祖. 安徽农业科学. 2016(33)
[2]植物冷信号传导机制研究进展[J]. 霍晨敏,汤文强. 生物技术通报. 2016(10)
[3]植物应答低温胁迫的转录调控网络研究进展[J]. 刘辉,李德军,邓治. 中国农业科学. 2014(18)
[4]光质和光敏色素在植物逆境响应中的作用研究进展[J]. 杨有新,王峰,蔡加星,喻景权,周艳虹. 园艺学报. 2014(09)
[5]植物转录因子与作物抗逆胁迫关系的研究进展[J]. 李红霞,汪妤,张战凤,彭惠茹,倪中福. 麦类作物学报. 2013(03)
[6]小麦冷驯化相关基因及抗寒性分子机理研究进展[J]. 花庆,刘小刚,张静雅,田丰,孙得壬,郭蔼光,徐虹. 中国农学通报. 2012(36)
[7]不同光周期红光对油葵芽苗菜生长和品质的影响[J]. 张欢,章丽丽,李薇,邢泽南,张丹,崔瑾. 园艺学报. 2012(02)
[8]The Role of Phytochrome in Stress Tolerance[J]. Rogério Falleiros Carvalho,Marcelo Lattarulo Campos,Ricardo Antunes Azevedo. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(12)
[9]光周期与温度对紫花苜蓿phyA和phyB mRNA表达的影响[J]. 樊文娜,严学兵,史莹华,王成章. 草地学报. 2011(06)
[10]植物对逆境的响应机制研究进展[J]. 张亚军,王丽学,陈超,王堃. 江西农业学报. 2011(09)
本文编号：2932764
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：182 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１植物对冷胁迫响应的调控网路（Ｚｈａｎｇｅｔａｌ＿，２０１７）
叶绿体的移动减少光的吸收；避免有害辐射的光量子；加强活性氧清除系统；以??热耗散形式消耗吸收的光能？，促进环式电子传递；加强光呼吸以及依赖于苹果酸??－草酰乙酸穿梭途径的绿体外防御途径（图１．２，?Ｔａｋａｈａｓｈｉ?ａｎｄ?Ｂａｄｇｅｒ，?２０１１?）。??具体机制为：（１）植物通过改变叶片与光照的角度（平行）最小化太阳辐射的??吸收，以避免吸收过度光能进行光合作用（ＥｈｌｅｒｉｎｇｅｒａｎｄＦｏｒｓｅｔｈ，１９８０）。调节??叶绿体在细胞中的位置以优化植物光合作用所需的光强度，如叶绿体聚集在垂直??于光方向的细胞壁处，以有效地捕获弱光（积累反应）；相反，在强光下，叶绿??体在平行于光方向的细胞壁聚集，以避免过多光的吸收（回避反应；Ｔｈｏｌｅｎ?ｅｔａｌ．，??２００８）。植物通过酚酸、黄酮醇和花青素等酚类化合物避免紫外线和可见光中有??害福射对ＰＳＩＩ的损伤及Ｄ１蛋白的降解（Ｂｏｏｉｊ－Ｊａｍｅｓ?ｅｔ?ａ〗．，２０００；?Ｓｏ丨ｏｖｃｈｅｎｋｏ?ａｎｄ??Ｍｅｒｚｌｙａｋ，２００８?）。（２）植物通过叶绿体中的类胡萝卜素、生育酚、抗坏血酸、??７??
和ｐｈｙＦ，其中ｐｈｙＡ和ｐｈｙＢｌ／Ｂ２分别为ＦＲ和Ｒ的受体，与拟南芥中的ｐｈｙＡ和??ｐｈｙＢ／Ｄ分别同源（Ａｌｂａ?ｅｔ?ａｌ．，２０００?）。除参与调控植物形态建成外，光敏色素还??参与调控植物的生物与非生物抗性（图１．３；Ｃａｒｖａｍ〇ｅｔａｌ．，２０１１；杨有新等，２０１４；??ＷａｎｇＨａｎｄＷａｎｇＨＹ，２０１５）。如与野生型比，突变体植株中ｉ＾ＤＣ３０００、灰??霉病和尖抱镰刀菌的发病率较髙，且烟草天蛾虫害较重??（Ｉｚａｇｕｉｒｒｅ?ｅｔ?ａｌ．，２００６；?Ｃａｒｇｎｅｌ?ｅｔ?ａｌ．，２０１４?）；水稻光敏色素缺失突变体尸如４５（７对??稻痕病菌（Ｍａｇｎｆｌｐｏｒ＾ｉｅｇｒｈｅａ）的抗性明显下降，这与光敏色素突变体中ＳＡ与??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物低温胁迫响应机理的研究进展[J]. 薛爽,饶丽莎,左丹丹,汪凤林,林思祖. 安徽农业科学. 2016(33)
[2]植物冷信号传导机制研究进展[J]. 霍晨敏,汤文强. 生物技术通报. 2016(10)
[3]植物应答低温胁迫的转录调控网络研究进展[J]. 刘辉,李德军,邓治. 中国农业科学. 2014(18)
[4]光质和光敏色素在植物逆境响应中的作用研究进展[J]. 杨有新,王峰,蔡加星,喻景权,周艳虹. 园艺学报. 2014(09)
[5]植物转录因子与作物抗逆胁迫关系的研究进展[J]. 李红霞,汪妤,张战凤,彭惠茹,倪中福. 麦类作物学报. 2013(03)
[6]小麦冷驯化相关基因及抗寒性分子机理研究进展[J]. 花庆,刘小刚,张静雅,田丰,孙得壬,郭蔼光,徐虹. 中国农学通报. 2012(36)
[7]不同光周期红光对油葵芽苗菜生长和品质的影响[J]. 张欢,章丽丽,李薇,邢泽南,张丹,崔瑾. 园艺学报. 2012(02)
[8]The Role of Phytochrome in Stress Tolerance[J]. Rogério Falleiros Carvalho,Marcelo Lattarulo Campos,Ricardo Antunes Azevedo. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(12)
[9]光周期与温度对紫花苜蓿phyA和phyB mRNA表达的影响[J]. 樊文娜,严学兵,史莹华,王成章. 草地学报. 2011(06)
[10]植物对逆境的响应机制研究进展[J]. 张亚军,王丽学,陈超,王堃. 江西农业学报. 2011(09)
本文编号：2932764
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