ERFs调控黄瓜果实贮藏冷害及其与膜脂代谢关系研究

作     者：赵普莹 

作者单位：华南农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陆旺金

授予年度：2018年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090202[农学-蔬菜学] 

主      题：黄瓜果实 冷害 膜脂代谢 ERF转录因子 

摘      要：黄瓜是典型的冷敏型果实,在贮藏温度低于10℃时极易产生冷害,主要症状表现为果实清新气味消失、水渍状凹陷、失水严重、萎蔫变黄,从而导致果实的商品价值下降。ERF是一类植物特有的转录因子,在响应生物及非生物逆境过程中起着重要作用,但ERFs与黄瓜果实贮藏冷害机制的研究目前较少报道。以往的研究表明,果实发生冷害后,膜脂结构被破坏,膜脂含量及组分也会发生相应变化。为此,本实验中,我们以‘金品先锋’黄瓜果实为材料,研究了在25℃常温及4℃低温两种贮藏条件下黄瓜膜脂组分变化及ERF转录因子对膜脂合成代谢的影响,探究黄瓜转录因子CsERFs调控膜脂合成代谢的分子机制,为改善黄瓜耐冷性提供理论依据。主要研究结果如下:1、黄瓜经4℃低温贮藏第5 d出现冷害症状,膜脂中不饱和脂肪酸含量先升高,后从第5 d起下降,与冷害出现时间一致。推测黄瓜果实中不饱和脂肪酸可能受低温诱导,可能与黄瓜果实贮藏冷害相关。2、从黄瓜冷害转录组库中筛选了16个膜脂合成代谢相关基因和3个ERF转录因子。qRT-PCR分析表明,冷胁迫诱导黄瓜果实中膜脂合成代谢相关基因CsSAD1/2、CsFAD2/3/5/7、CsPLDα1/α2、CsPLDβ1、CsPLDζ1、CsDGK1/5.1、CsSPK1/2的表达,抑制了CsFAD6和CsDGK5.2的表达;同时CsERF17/24在低温处理后基因表达明显上调,而CsERF27表达则明显抑制,推测低温通过影响黄瓜果实的膜脂合成代谢及CsERF17/24/27表达从而参与黄瓜果实冷害。3、克隆了CsERF17/24/27基因的cDNA全长序列;氨基酸序列和进化树分析表明,CsERF17/24/27均含有一个保守的ERF结构域;亚细胞定位显示,CsERF17/24/27均定位于细胞核内;转录活性分析表明CsERF17/24具有转录激活活性,而CsERF27具有转录抑制活性。4、EMSA和双荧光素酶报告基因实验表明,CsERF17能够识别并结合膜脂合成代谢基因CsDGK1、CsPLDα1、CsPLDβ1、CsFAD2、CsSAD1和CsSPK1/2的启动子,并激活它们活性。综上所述,CsERFs可能通过调控膜脂合成代谢相关基因的转录,进而调控低温胁迫下黄瓜的膜脂合成代谢。