PsMPT基因在低温解除牡丹休眠中的转录调控机制

春节催花是牡丹产业的主要内容之一。足够低温解除休眠是催花的前提，深入理解休眠解除机理是解决催花不良、催花失败等生产问题的理论基础。课题组利用SSH结合Macroarray技术筛选出了受低温诱导的PsMPT基因，该基因表达上调导致牡丹花芽内ATP合成增加；超表达PsMPT拟南芥ATP水平提高，开花期提前4-5 d，证明了PsMPT通过调节能量代谢促进休眠解除。本项目拟以此为切入点，利用TAIL-PCR技术克隆PsMPT基因的启动子序列，缺失分析筛选鉴定低温响应元件，进而通过酵母单杂交技术筛选调控PsMPT基因表达的转录因子，分析PsMPT基因及转录因子的转录模式，研究超表达该转录因子拟南芥ATP含量变化，解析PsMPT基因在休眠解除中的转录调控机制，为进一步阐明牡丹休眠解除进程中的能量代谢调控及休眠解除机理奠定基础，也为牡丹春节催花生产提供理论指导，为牡丹催花品种的分子育种提供候选基因。

春节催花是牡丹产业的主要内容之一。足够低温解除休眠是催花的前提，深入理解休眠解除机理是解决催花不良、催花失败等生产问题的理论基础。课题组利用SSH结合Macroarray技术筛选出了受低温诱导的PsMPT基因，该基因表达上调导致牡丹花芽内ATP合成增加；超表达PsMPT拟南芥ATP水平提高，开花期提前4-5 d，证明了PsMPT通过调节能量代谢促进休眠解除。本项目拟以此为切入点，利用TAIL-PCR技术获得1174 bp的启动子序列，并进行了生物信息学分析，发现了潜在的低温响应元件MYB、MYC等。将克隆的启动子与GUS基因融合，分析了启动子的表达模式，发现PsMPT启动子具有雄蕊表达组织特异性，并可响应低温、NaCl和植物激素处理。根据启动子中低温响应元件的位置，构建了系列缺失表达载体，鉴定出MYC1和MYC2是重要的低温响应元件。进而通过酵母单杂交技术筛选调控PsMPT基因低温诱导表达的可能转录因子MYC1-like和MYC2-like，利用RACE法克隆了MYC-1-like全长序列。MYC-1-like由915bp的编码区、204bp的5’UTR区和194bp的3’UTR区组成，编码304个氨基酸。将MYC-1-like重组pET28a+-转化大肠杆菌BL21，在IPTG诱导下，表达并纯化了重组MYC-1-like蛋白。EMSA证明MYC-1-like蛋白可结合PsMPT基因启动子。RTPCR分析表明MYC-1-like受低温诱导，超表达可提高拟南芥低温耐性。本研究结果对解析PsMPT基因在休眠解除中的转录调控机制，为进一步阐明牡丹休眠解除进程中的能量代谢调控及休眠解除机理奠定了基础，也为牡丹春节催花生产提供理论指导。