ABA/MKK1/ROS信息模块在草莓果实发育与品质调控中的作用及其机理解析

果树果实发育及其品质调控是果树学科的核心问题之一，果实发育、成熟及衰老过程中的一系列信息传递是操纵果实发育及其品质形成的基础。ABA是非跃变性果实调控的核心信号，因此，果实中ABA信息传递的研究有可能成为操纵果实发育及其品质形成的突破口之一。以往的研究表明，ABA，MKK1以及ROS可组成一个信息模块（Signaling module）在ABA信号转导中占重要的地位。本研究拟以草莓为试材，揭示果实发育、成熟与衰老过程中ABA、MKK1和ROS的时空变化及其相互关系；通过内源ABA及MKK1的操纵揭示ABA和MKK1对果实发育、成熟及衰老进程的影响以及品质形成的调控作用；揭示ABA是否可以通MKK1操纵ROS产生进而调控草莓果实发育及其品质形成。该研究不仅有助于深刻认识草莓果实发育及其品质调控的机理，同时对今后试图通过基因工程调控果实发育及其品质具有重要的意义。

本研究的目的就是揭示果实发育中ABA的信号转导机制。本研究的主要成果如下：成功建立了草莓的瞬时基因操纵体系： 不同于作物和模式植物，果树果实发育分子基础的研究在国内外一直是一个难题。造成这一问题的最根本的原因是缺乏高效的基因操纵技术和平台体系。本研究是试图揭示果树果实发育中ABA的信号转导机制，这一研究有赖于一系列信号蛋白的功能解析，而这又有赖于高效的基因操纵技术和体系的建立。本研究首先以草莓为试材料，成功建立了草莓果实的瞬时基因沉默技术（Transient RNAi）和瞬时基因过量表达技术（Transient Over-expression）, 该技术的建立使我们能够高通量地检测一系列信号后选蛋白,从而最终揭示ABA信号转导的核心路径和重要成员；（2）成功建立了草莓的稳定基因转化体系：稳定转基因技术的建立是基因功能解析的必要条件。本研究在对稳定转基因各因素调整和优化的基础上，建立了eGFP的标识的转基因体系， 大大提高了基因的转化效率，同时利用诱导型启动子驱动的基因表达，实现了在果实中的特异表达。这些种技术和体系的建立不仅保证了本课题的顺利完成，同时为今后更加深入系统的研究奠定了非常重要的基础；（3）揭示了草莓果实发育和品质形成过程中ABA信号转导的核心路径及其重要成员；利用建立的技术和体系，研究ABA/MKK/ROS信号路径在草莓果实发育中的作用，首次揭示了这一路径中的核心成员FaSnRK1和FaMAP3、FaMPK6在果实成熟中的关键作用，同时没有观察到ROS路径在果实发育和成熟中的调控作用；（4）揭示了ABA信号转导路径和IAA信号转导的交叉对话及其协同作用；IAA很早就被证实是操纵草莓果实成熟的关键信号，本研究发现草莓果实发育和成熟是IAA和ABA信号协同作用的结果，IAA控制着细胞的分裂和分化因而间接控制着草莓果实的成熟，ABA是果实成熟的直接启动因素。ABA和IAA信号的起源相互制约共同操纵了果实的成熟。（5）揭示了ABA信号转导的更为重要的上游信号转导路径：本研究表明，果实成熟不是由单一信号操纵的，ABA信号是由其它信号操纵的。首次揭示糖可以作为信号，在ABA信号转导的上游起作用。以上研究的核心结果目前已经发表在New Phytologist，其它数据正在投稿中。New Phytologist 影响因子6.7 , 目前已经超过著名的刊物PLANT J