盐胁迫下Trx系统对番茄光合碳同化的调控及其与抗性的关系

Trx system as redox regulation factor play an important role in plant growth and development, redox regulation and antioxidant defense. This project , aiming at two key problems in processing tomato production namely photosynthetic efficiency and resistance/adaptability, focus on the study on Trx system response and the dynamic change of ROS, redox signaling components of two genotype tomato with different salt torlerance under salt stress, the Investigation of regulation mechanism of Trx system on cellular redox statuas and the relationship between Trx system with the photosynthetic carbon assimilation and salt resistance, the Study on the mechanism of exogenous regulatory factors of Trx system ,such as Se, ABA and NO, activating photosynthesis restriction factor of RCA and improving of resistance gene expression, in order to reveal the regulatory mechanism of Trx system on photosynthetic carbon assimilation and salt resistance/salt adaptability of processing tomato. These research results will help to set up a new way and to provide feasible measures in future to improve stress tolerance and realize high and stable yield of processing tomato.

Trx 系统作为redox调节因子在植物生长发育过程和氧化还原调节和抗氧化防御中起重要作用。本项目针对加工番茄生产中两个关键问题即光合效率和抗逆性/适应性,通过研究盐胁迫条件下不同抗性基因型番茄Trx系统的响应和ROS、redox信号元件的动态变化；探讨Trx系统对细胞redox状态的平衡机制及与光合碳同化和抗性的关系；研究Trx系统外源调控因子（Se、ABA和NO）活化RCA等光合作用限制因子和提高抗性基因表达的作用机制，揭示Trx系统对番茄光合碳同化和抗盐性/盐适应性的调控机制。研究可为提高番茄抗性及产量建立一条新途径和提供可行性措施，以实现番茄的高产稳产。

Trx 系统作为redox调节因子在植物生长发育过程和氧化还原调节和抗氧化防御中起重要作用。本项目针对番茄生产中两个关键问题即光合效率和抗逆性/适应性，通过研究（1）番茄硫氧还蛋白基因Trxf1的克隆及表达分析；（2）盐胁迫下不同抗性基因型番茄Trx系统的响应及与光合碳同化的关系；（3）Trx系统对番茄细胞redox状态的平衡机制及与光合碳同化和抗性的关系；（4）Trx系统化学调控因子对番茄光合碳同化效率和抗性的调控。以期揭示Trx系统对番茄光合碳同化和抗盐性/盐适应性的调控机制。研究可为减轻盐分胁迫逆境对番茄生产的危害、提高抗性及产量建立一条新途径和提供可行性措施。.通过本项目的研究，取得如下研究成果：1、盐胁迫下番茄硫氧还蛋白（Trx）基因Trxf1的表达具有时空和组织特异性。盐处理显著下调了Trxf1基因、Fd/Trx系统相关基因表达量，上调了NTS系统相关基因的转录表达；而施用外源硒则逆转了盐胁迫对以上基因的影响；2、Trx系统协同其他抗氧化系统通过提高ROS清除和维持细胞redox平衡的能力而提高番茄的盐适应，且与品种抗盐性差异相关；3、番茄植株保持redox平衡和高的Trx系统关键相关酶活性和基因转录表达水平，是缓解盐胁迫对番茄幼苗造成的氧化损伤、提高光合碳同化及盐适应性的重要作用机制之一；4、Trx系统参与了外源GSH、和NO介导redox平衡和抗氧化能力提高番茄光合碳同化及盐适应性的调控，从而在降低盐胁迫下番茄叶片和根系对Na+和Cl-离子的吸收、影响离子在叶片和根系的微域分布，调节光合碳同化中的光化学反应活性和光合碳同化羧化效率、卡尔文循环关键酶活性及其基因表达中发挥重要作用。