鲜切花采后衰老转录拮抗调控的分子机制研究取得新进展

来源：网络2022-09-30 07336057

花卉是极其重要的园艺作物，在满足人民精神需求、服务乡村振兴、建设美丽中国中发挥着越来越重要的作用。

通过组学和分子生物学实验，教育部园艺植物生物学重点实验室、国家柑橘保鲜技术研究发展中心、湖北洪山实验室和华中农业大学农业农村部华中都市农业重点实验室的张帆教授研究组，揭示了乙烯诱导香石竹切花采后衰老的分子机理，拓展了人们对乙烯诱导香石竹切花采后衰老分子机制的认识，为培育延长货架期和瓶插寿命的新香石竹奠定了关键的理论基础。这项研究发表在国际学术期刊《实验植物学杂志》上，标题是DCHB 30和DCWRKY 75转录因子国际调节乙烯诱导的香石竹花瓣衰老。

花卉是极其重要的园艺作物，在满足人民精神需求、服务乡村振兴、建设美丽中国中发挥着越来越重要的作用。康乃馨又名石竹，是世界四大鲜切花之一，具有很高的观赏和经济价值。香石竹也是一种典型的乙烯敏感切花，被认为是研究乙烯对鲜切花采后衰老尤其是花瓣衰老调控的模式植物。过去几十年的研究已经明确了乙烯在调节香石竹花瓣衰老中的重要作用，但其具体的分子机制尚不清楚。在前期的研究中，教授的研究组分析了乙烯信号通路的核心转录因子DcEIL3-1通过下游的节流元件DCWRKY75(徐等，Plant Journal，2021，1083360 1473-1492)和制动元件DcERF-1(王燕等，Journal of toriology，2022，4: 1313-1326)介导了乙烯调控香石竹花瓣衰老的分子机制，但对其具体如何调控却知之甚少

为了详细分析乙烯调控香石竹采后花瓣衰老的转录负调控机制，本研究进一步分析了乙烯处理不同时间香石竹花瓣衰老过程的转录组数据，发现ZF-HD家族转录因子DcHB30能够快速响应乙烯，并在香石竹花瓣衰老过程中显著下调其表达。通过VIGS技术瞬时沉默DcHB30可以明显加速香石竹花瓣的衰老进程，同时乙烯生物合成关键基因和衰老相关基因的表达水平明显升高(图1)。分子证据表明，DcHB30可以结合乙烯生物合成关键基因和衰老相关基因的启动子，抑制其表达。

图一。沉默DcHB30能明显加速乙烯诱导的香石竹花瓣衰老进程。

进一步的研究表明，DcHB30可以直接与我们课题组早先报道的DcWRKY75转录因子相互作用。DcHB30的瞬时过表达可以明显延迟DcWRKY75对香石竹花瓣衰老的促进作用(图2)。

图二。DcHB30可与DcWRKY75相互作用，拮抗其促进香石竹花瓣衰老的功能。

进一步的分子实验表明，DcHB30和DcWRKY75可以通过拮抗其与下游乙烯生物合成关键基因和衰老相关基因启动子的结合能力来调节其共同靶基因的表达(图3)。同时发现DcHB30和DcWRKY75的转录拮抗调控模块在其他植物中可能具有相似的功能。

图3。DcHB30和DcWRKY75相互拮抗与下游共同靶基因启动子的结合。

本研究阐明了DcHB30和DcWRKY75转录因子通过相互拮抗作用调控乙烯诱导香石竹花瓣衰老的分子机制(图4)，丰富了人们对乙烯诱导香石竹花瓣衰老的分子调控网络的认识。这为培育延长货架期和va的香石竹新品种奠定了关键的理论基础

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