小立碗藓PpCAX基因在低温驯化中的调控机制

低温胁迫严重影响植物生长发育。剖析植物低温应答机制、提高其抗低温能力在农业生产上有重要意义。为适应低温胁迫，植物在进化中形成了"冷驯化"应答保护机制。苔藓是4亿年前出现的先锋陆生植物，是极端环境如南极的优势植物种群。小立碗藓是近年发展起来的藓类模式植物，有高频率基因同源重组优点；与有花植物拟南芥相比，其抗逆（低温、干旱等）性极强。申请者用SSH和AFLP技术同时分离到冷驯化过程中增强表达的PpCAX基因，用同源重组技术敲除该基因得到的ppcax突变体丧失了冷驯化能力，表明该基因在冷驯化过程中起重要作用。我们的结果显示，PpCAX基因不是转录因子，是冷驯化信号途径下游有直接效应的功能基因。采用基因过量表达、基因敲除的突变体与野生型植株对比，全面剖析冷驯化信号途径中相关基因应答的差异，揭示PpCAX基因在冷驯化中的作用机制，分析拟南芥中该基因的生物学功能，为揭示植物冷驯化进化历程奠定基础。