甜樱桃PacCYP707A2负调控果实成熟以及SlPti4基因功能分析
本文选题：PacCYP707A2 + SlPti4 ； 参考：《中国农业大学》2016年博士论文
【摘要】：甜樱桃(Prunus avium L. cv. Satonishiki)属于非跃变型果实,其成熟受脱落酸(ABA)的调控,PacCYP707As编码ABA降解途径中关键酶8’羟化酶,本试验通过烟草脆裂病毒诱导的基因沉默(VIGS)鉴定了PacCYP707A2在甜樱桃果实发育过程中的功能。试验结果表明,甜樱桃PacCYP707A2的表达在花后21d较低,随后大幅度上升,在花后25d达到峰值,随着果实成熟不断下调,花后36 d后基本不变。VIGS沉默PacCYP707A2后,果实中PacCYP707A2的表达下调到对照的15%。抑制PacCYP707A2的表达促进了果实的着色和成熟,PacCYP707A2-RNAi果实可溶性固形物,花青苷等成熟相关生理指标含量比对照高,果实硬度比对照低,果实中ABA的水平及PacNCED1的表达上调。PacCYP707A2-RNAi改变了ABA响应基因及成熟相关基因的转录,包括ABA代谢基因NCED和CYP707As,花青素合成基因PacCHS, PacCHI, PacF3H, PacDFR, PacANS, PacUFGT,乙烯生物合成基因PacACO1及转录因子PacMYBA。这些结果表明PacCYP707A2主要通过调控甜樱桃果实成熟过程中ABA的水平对果实成熟进行负调控。SlPti4编码的转录因子属于乙烯响应因子ERF家族,位于乙烯信号转导的下游,为了解SlPti4在番茄(Solanum lycopersicum cv.Tom)中的功能,我们得到了SlPti4-RNAi番茄,试验结果表明,与野生型相比,SlPti4-RNAi果实提前2-3 d成熟,SlPti4-RNAi果实中ABA的提前积累及信号转导相关基因的改变引起乙烯及成熟相关基因表达的变化最终导致果实提前成熟；SlPti4-RNAi植株对干旱更加敏感,在干旱18d处理后SIPti4-RNAi植株80%以上的叶片萎蔫,而野生型中只有30%的叶片萎蔫,SlPti4-RNAi植株中ABA含量及ABA生物合成基因SlNCED1,信号转导相关基因SIPYLs及SlPP2Cs的表达均比野生型低；SlPti4-RNAi种子萌发过程中对ABA不敏感,与野生型相比,SlPti4-RNAi干种子中ABA的水平及SINCED2的表达大幅度下调,种子萌发过程中ABA信号转导相关基因SIPYLs和SlPP2Cs的表达也下调。酵母双杂交试验表明SlPti4直接与ABA受体SlPYL4/7/9互作,调节受体的活性,SlPti4与ABA信号另一核心组分SnRK2.5互作,而SnRK2.5能与下游的转录因子SlABF2, SlABF4及ABI5互作直接传递ABA信号。这些结果表明SlPti4通过改变ABA的代谢及信号转导核心组分参与果实的成熟与发育,植株的抗干旱胁迫及种子的萌发。
[Abstract]:Sweet cherry (Prunus avium L. cv.) Satonishiki is a non-hopping fruit, and its ripening is regulated by abscisic acid (ABA). PacCYP707As encodes the key enzyme 8 'hydroxylase in ABA degradation pathway. The function of PacCYP707A2 in the development of sweet cherry fruit was studied by gene silencing induced by tobacco brittle virus (VIGS). The results showed that the expression of PacCYP707A2 in sweet cherry was lower at 21 days after anthesis, then increased significantly, and reached its peak at 25 days after anthesis. With the fruit ripening, the expression of CYP707A2 remained unchanged at 36 days after anthesis. The expression of PacCYP707A2 in fruit was down-regulated to 15% of control. Inhibiting the expression of PacCYP707A2 promoted the fruit color and fruit ripening, the soluble solids, anthocyanin and other related physiological indexes were higher and the fruit firmness was lower than the control. ABA level in fruit and up-regulation of PacNCED1 expression. PacCYP707A2-RNAi changed the transcription of ABA responsive genes and mature-related genes, including ABA metabolic genes NCED and CYP707As, anthocyanin biosynthesis genes PacCHS, PacCHI, PacF3HH, PacDFR, PacANS, PacUFGT-1, ethylene biosynthesis gene PacACO1 and transcription factor PacMYBAA. These results suggest that PacCYP707A2 negatively regulates fruit ripening mainly by regulating ABA level during fruit ripening. SlPti4 encoded transcription factors belong to the ethylene responsive factor ERF family and are located downstream of ethylene signal transduction. In order to understand the function of SlPti4 in tomato (Solanum lycopersicum cv. Tom), we obtained SlPti4-RNAi tomato. Compared with the wild type, the early accumulation of ABA and the change of signal transduction related genes in SlPti4-RNAi fruits resulted in the changes of ethylene and maturation-related genes expression, which resulted in the early maturation of slPti4-RNAi plants more sensitive to drought. After drought for 18 days, more than 80% of the leaves of SIPti4-RNAi plants wilted, but only 30% of the wild-type leaves wilted in SlPti4-RNAi plants, the ABA content and the expression of ABA biosynthesis gene SlNCED1, signal transduction related genes SIPYLs and SlPP2Cs were lower than those of wild type. SlPti4-RNAi seeds were insensitive to ABA during seed germination. Compared with wild type, the level of ABA and the expression of SINCED2 in SlPti4-RNAi dry seeds were significantly down-regulated, and the expression of ABA signaling transduction related genes SIPYLs and SlPP2Cs were also down-regulated during seed germination. Yeast two-hybrid experiments showed that SlPti4 interacted directly with ABA receptor SlPYL4 / 7 / 9 and regulated receptor activity SlPti4 interacting with another core component of ABA signal SnRK2.5, while SnRK2.5 interacted directly with downstream transcription factors SlABF2, SlABF4 and ABI5. These results indicated that SlPti4 was involved in fruit maturation and development, drought stress resistance and seed germination by changing ABA metabolism and signal transduction core.
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S662.5
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，本文编号：2073751
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