外源水杨酸和转录因子RIN对番茄果实成熟的调控机制

	外源水杨酸和转录因子RIN对番茄果实成熟的调控机制
其他题名	Regulation of Tomato Fruit Ripening by Exogenous Salicylic Acid and Transcriptional Factor RIN
	王豫颖
学位类型	博士
导师	田世平 ; 秦国政
	2011
学位授予单位	中国科学院植物研究所
关键词	番茄果实果实成熟水杨酸 RIN转录因子芳香代谢
摘要	果实是开花植物特有的发育器官，在种子成熟和传播过程中发挥着重要作用。同时，肉质果实含有丰富的营养物质，包括纤维素、维生素、抗氧化剂等，成为人们饮食的重要组成部分。果实成熟是一个复杂的生理过程，伴随着一系列复杂的生理生化变化，并受诸多内外因子的调控，包括发育相关的转录因子、植物激素、光照、温度、水分和营养条件等。因此，研究果实的成熟调控机制具有重要的理论意义和应用价值。本文以番茄果实为试验材料，主要研究植物激素水杨酸（SA）和转录因子RIN对果实成熟调控的机制。研究结果表明：（1）外源SA（5 mM，pH 3.8）处理能够显著延缓番茄果实的成熟，并诱导果实抗病性。SA抑制绿熟期和破色期果实的乙烯释放，降低果实pH值，减少番茄红素合成，降低活性氧含量，增强抗氧化酶的活性。SA处理对绿熟、破色期果实的调控效果好于粉红、红熟期的果实。（2）SA处理能够抑制突变体Nr和rin果实的乙烯释放，提高Nr和rin果实抗病性。SA能够显著降低Nr和野生型果实中H2O2的含量，但促进rin果实中H2O2含量的升高。SA处理并接种灰霉菌后，Nr和野生型果实的抗氧化酶APX（抗坏血酸氧化酶）和POD（过氧化物酶）活性显著升高，而rin果实的APX和POD的活性显著下降。（3）通过pET30a原核表达载体，在大肠杆菌中超表达His-RIN重组蛋白。重组蛋白亲和纯化后免疫家兔获得RIN多抗血清，然后经抗原亲和纯化获得高特异性的RIN多克隆抗体。Western杂交结果表明RIN抗体能够检测出大肠杆菌中过表达的His-RIN蛋白，同时也能特异性地结合果实细胞核提取液中的RIN蛋白。（4）差异蛋白质组学研究表明，与野生型相比，rin果实中有47个蛋白点的表达量发生了2倍以上变化。串联质谱及数据库搜索鉴定出其中41个蛋白点，功能涉及氨基酸代谢、碳水化合物代谢、光合作用、次生代谢、胁迫应答等。分析各蛋白质对应基因的启动子区（ATG上游2000 bp以内），发现其中31个基因分别含有不同数量的RIN结合位点（CArG-box）。ChIP-PCR结果显示5个基因的启动子区出现较强信号，包括ACC氧化酶类似蛋白（E8）、乙醇脱氢酶（ADH2）、脂氧合酶（LOX）、磷酸甘油激酶前体（PGK）和聚精液素醛酯酶（PNAE）。凝胶阻滞实验（EMSA）进一步证实RIN蛋白能够直接与这些基因的启动子序列结合。这些结果表明RIN能够直接调控这些基因的表达。（5）由于ADH2和LOX位于果实芳香物质代谢的同一条途径（LOX途径），分析了LOX途径中的另一个限速酶基因HPL，其启动子区域含有6个CArG -box，ChIP-PCR和EMSA证明RIN能够直接与HPL启动子结合。基因表达显示，与野生型果实相比，rin果实中LOX、HPL和ADH2的mRNA水平显著降低。同时，rin果实中己醛、反-2-己烯醛等特征性芳香产物的含量也明显减少。以上研究结果表明RIN转录因子是通过直接调控相关基因的表达，来调控果实成熟过程中芳香物质的代谢。本研究为解析RIN转录因子调控果实成熟的分子机制提供了新依据。
页数	100
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/11926
专题	中科院北方资源植物重点实验室
作者单位	中国科学院植物研究所
第一作者单位	中国科学院植物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	王豫颖. 外源水杨酸和转录因子RIN对番茄果实成熟的调控机制[D]. 中国科学院植物研究所,2011.

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2011084.pdf（2767KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文