【摘要】：梅花(Prunus wume sieb.Et Zucc.)花期早,能在較低溫度下開放。這主要與冷響應程序、花芽休眠調(diào)控等相關。而CBF基因和DAM基因分別是響應低溫和休眠的關鍵基因。目前關于梅花DAM與CBF基因在花芽休眠中的分子調(diào)控機制尚不明確,尤其是DAM與CBF的蛋白互作研究尚未見報道。本研究為了探討梅花DAM與CBF基因在花芽休眠中的功能,以梅花'三輪玉碟'花芽為材料,克隆了 6個PmDAMs和6個PmCBFs;圍繞著梅花DAM與CBF基因可能存在的相互關系,采用實時熒光定量、亞細胞定位、酵母雙雜交、雙分子熒光互補(BiFC)、雙熒光素酶檢測和酵母單雜交等技術,開展了梅花DAM與CBF基因的表達模式、蛋白互作模式和基因調(diào)控模式等研究。本研究主要結果如下:(1)克隆與鑒定了梅花的6個DAM基因和6個CBF基因。梅花PmDAMs和PmCBFs在不同植物器官(花芽、葉芽、花、葉、果實、種子和莖)的周年生長過程中均有表達。PmDAMs存在兩個進化枝,分別為PmDAM01-03和PmDAM04-06。同一進化枝上的PmDAMs具有相似的表達模式。基因表達模式分析表明,PmDAMs和PmCBFs可能在梅花花芽分化、休眠及休眠解除過程中起作用。在梅花花芽、葉芽和莖的休眠過程中,PmDAMs和PmCBFs具有相似的表達規(guī)律,表明梅花DAM與CBF基因可能存在相互關系。(2)酵母雙雜交與BiFC的試驗結果表明,PmDAM01和PmDAM06可以形成同源二聚體;而PmDAM01、PmDAM02、PmDAM05和PmDAM06之間可以相互形成異源二聚體,PmDAM03僅可以與PmDAM06形成異源二聚體;PmCBF1可以與PmDAM01、PmDAM02、PmDAM06 形成異源二聚體:PmCBF5 也可以與 PmDAM01、PmDAM06形成異源二聚體。BiFC試驗結果表明,PmCBF4自身可以形成同源二聚體;PmCBF1與PmCBF6可以形成異源二聚體。在梅花中,PmDAMs、PmCBFs之間存在蛋白互作關系。梅花PmDAMs、PmCBFs蛋白不僅可以以單一蛋白的形式,也可以通過形成蛋白復合物的形式參與不同植物器官生長發(fā)育過程。(3)雙熒光素酶檢測與酵母單雜交的試驗結果表明,梅花PmCBFs轉(zhuǎn)錄因子與PmDAM06上游啟動子存在作用關系。PmCBFs可以結合到PmDAM06啟動子序列上的4個CBF結合位點上。其中,PmCBF1可以與4個CBF結合位點相結合,PmCBF3可以結合到結合位點M2或M3上,PmCBF4可以結合到結合位點M1和M4上,而PmCBF2、PmCBF5和PmCBF6不能與這4個CBF結合位點相結合。在表達模式、蛋白互作模式和基因調(diào)控模式等分析基礎上,本研究提出了梅花DAM與CBF基因在花芽休眠過程中的分子調(diào)控模型。本研究在基因克隆、表達模式、蛋白互作模式和調(diào)控模式分析的基礎上,探討梅花DAM與CBF基因在花芽休眠中的功能,并提出了梅花DAM和CBF基因在花芽休眠中的分子調(diào)控模型,為今后進一步揭示梅花花期調(diào)控機制奠定了基礎。
【學位授予單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S685.17
【圖文】：

ｍｉＲ６３９０以轉(zhuǎn)錄本為目標靶基因，將其降解，進而促進ＰｐＦ７７的表達。／＞Ｃ５Ｆ、逡逑與ｍｉＲ６３９０之間的相互作用對調(diào)節(jié)內(nèi)休眠起到了至關重要的作用。逡逑Ｎｉｕ等（２０１５）提出一個休眠轉(zhuǎn)變的分子機制（圖１－２）：秋季短暫的低溫刺激誘使逡逑Ｃ５尸基因表達；而Ｃ５Ｆ基因表達量的積累促進了邋ＺＸ４Ｍ基因的表達；隨后Ａ４Ｍ基因逡逑抑制了邋Ｆ７１基因的表達，從而引起植物的內(nèi)休眠；而ｍｉＲ６３９０抑制了邋ＺＸ４Ｍ基因的表逡逑達，進而使得植物從內(nèi)休眠狀態(tài)中解除出來。逡逑２ＥＰ邋ｈ—ｍｉＲ４０８逡逑＊邋、、邋邐逡逑Ｐａｒａ－ｄｏｒｍａｎｃｙ邐＼邐、＇、、ＡＢＡ逡逑？邐＇、鐮逡逑ＣＢＦ邐ＡＢＩ逡逑Ｅｎｄｏ－ｄｏｒｍａｎｃｙ邋邋邐ＤＡＭ邋Ｈ—邋ｍｉＲ６３９０逡逑上邋邐＊邋Ｇｒｏｗｔｈ逡逑Ｃｅｓｓａｔｉｏｎ逡逑Ｅｃｏ－ｄｏｎｎａｎｃｙ邋Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ逡逑圖１－２休眠轉(zhuǎn)變的分子機制（Ｎｉｕ邋ｅｔａｌ．，２０１５）逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｔｈｅ邋ｍｏｌｅｃｕｌａｒ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ邋ｏｆ邋ｄｏｒｍａｎｃｙ邋ｃｈａｎｇｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋（Ｎｉｕ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２０１５）逡逑１．３梅花ＺＸ４Ｍ與基因的相關研究逡逑冬季低溫能誘使梅花的芽（包括花芽和葉芽）進入休眠。梅花經(jīng)過一定時間的低逡逑溫積累，在溫度適宜時，芽就能解除休眠并開花展葉�；ㄑ啃菝哌^程包括進入休眠階逡逑段、休眠階段和休眠解除階段。在北京，梅花‘三輪玉碟’（戶ｗｗｗｅ邋‘ＳａｎｌｕｎＹｕｄｉｅ’）逡逑的花芽從每年７月中上旬開始形成到１１月中下旬完成分化。在梅花花芽分化過程中

圖１－３技術路線不意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｔｈｅ邋ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｒｏｕｔｅ逡逑

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本文編號：2728736