乙烯对采后番茄果实CBF抗冷途径的诱导

CBF途径参与抗冷机制的研究是近年来的热点，但目前的研究全部集中于以植株为材料的层面，而对于在采后果蔬中更具现实意义的果实CBF途径的研究尚未见报道。我们的初步研究结果显示，CBF途径在番茄果实抗冷反应中起着重要作用，亟待全面深入研究。本课题以普通番茄和转反义ACS、转反义ERF番茄果实为材料，形成乙烯合成及信号转导关键因子"有"和"无"的对应体系，分析果实抗冷性、CBF 及其下游基因转录情况，明确乙烯合成及信号转导关键因子对CBF途径的影响；培育CBF缺陷型的转基因番茄材料，与普通番茄形成CBF"无" 和"有"的对应体系，分析果实中ACS 及ERF 基因家族转录水平及果实抗冷性的变化，明确CBF在采后果实抗冷中的作用及对乙烯调控的响应，为进一步揭示果实抗冷途径调控机理奠定基础，并对"通过调控抗冷途径关键点诱导采后果实抗冷"方法的建立提供理论指导。

冷害是限制我国果蔬产业发展的瓶颈问题，研究果蔬抗冷机制及其调控具有重要意义。CBF引领的抗冷信号途径在植物抗冷过程中具有中枢调控作用，其参与抗冷机制的研究是近年来的热点，但目前的研究全部集中于以植株为材料的层面，而对于在采后果蔬中更具现实意义的果实CBF途径的研究尚未见报道。我们的初步研究结果显示，CBF途径在番茄果实抗冷反应中起着重要作用，亟待全面深入研究。本课题首先以普通番茄为材料，探讨了绿熟期番茄果实中LeCBF1基因表达的动力学特征，其表达为双峰表达模式。随后，对不同成熟度果实中该基因的表达动力学特征进行了分析，结果表明成熟度的差异并没有影响基因对低温信号的响应敏感度，LeCBF1 基因在采后果实中的表达不具有成熟度依赖性。.乙烯作为重要的植物激素和逆境信号分子，在低温胁迫中对植物抗冷过程具有调控作用。我们以普通番茄为材料，采用外源乙烯、乙烯作用抑制剂处理的方式，同样证明了在采后番茄果实抗冷过程，乙烯是必不可少的因子。针对CBF是否在采后果实抗冷中的作用受乙烯调控的响应，我们比较了采后番茄果实冷诱导后乙烯释放规律与CBF表达模式规律，发现二者高峰出现时间点重合，内源乙烯与基因双峰表达模式可能存在一定偶联性，而外源乙烯和乙烯作用抑制剂处理对LeCBF1 基因表达量的影响进一步确定了此偶联性的存在。不仅如此，实验表明乙烯信号的缺失对SA诱导的LeCBF1基因的表达及果实抗冷性的提高具有双重削弱作用，说明LeCBF1基因处于二者共同调控的番茄果实抗冷过程中，是二者下游抗冷途径交叉域中的一员。.采用反义ACS2番茄材料，结合外源乙烯处理，建立了4种不同的乙烯模型，逐一明确了在系统Ⅱ乙烯缺失、补偿系统Ⅱ乙烯及增强系统Ⅱ乙烯的情况下，番茄果实抗冷诱导中CBF基因表达与乙烯释放规律的关系，证明了外源低温下番茄果实内ACS酶的合成能通过调控 CBF基因的表达增强果实对低温的耐受性，对果实抗冷过程具有积极作用。并通过比较LeCBF1基因的表达量及乙烯合成关键点的变化规律，发现 LeCBF1有可能对ACO活性起到负调控作用，对ACS活性起到正调控作用。.最后，课题研究中CBF缺陷型的转基因番茄材料的获得，对明确CBF在采后果实抗冷中的作用及对乙烯调控的响应，为进一步揭示果实抗冷途径调控的机理奠定基础，并对“通过调控抗冷途径关键点诱导采后果实抗冷”方法的建立提供了理论指导。