转录因子SaPIF4调控檀香生长素信号及其吸器发育的分子机制

As a hemiparasitic species, suitable hosts are particularly important for the growth of sandalwood. This process is dependent on the formation of haustoria, which establishes physical connections to penetrate the host tissues. Based on the results immunofluorescence, high performance liquid chromatography, accessible chromatin sequencing (ATAC-seq) and RNA-seq, newly-established genetic transformation, genome editing technique (CRISPR/Cas9) and immunofluorescence technology will be used to study the SaPIF4 gene function; Chromatin immune precipitation (ChIP) and ATAC- seq will be used to screen and predict the downstream candidate gene of SaPIF4; Yeast one system (Y1H), electrophoretic mobility shift assay (EMSA), dual-luciferase report system (DLR), microscale thermophoresis (MST) will be used to study the transcriptional regulation of SaPIF4 in auxin synthesis and haustoria formation. Exploring the function of SaPIF4 in morphological structure, physiological and molecular regulation of haustoria formation will helps us to better understand the growth regulation and silviculture practice of sandalwood .

半寄生植物檀香人工林栽培生产中，选择适宜寄主植物形成吸器并成功侵入寄主根系直接影响檀香成活率和生长状况。我们以檀香免疫荧光和液相色谱结果为基础，结合开放染色质数据、转录组数据分析得到的一个调控檀香吸器发育的核心转录因子SaPIF4，并利用本实验室建立的檀香遗传转化体系、基因编辑、免疫荧光与液相色谱等开展SaPIF4基因在吸器发育中的功能验证；利用染色质免疫沉淀与染色质开放测序联合分析筛选靶基因；进而采用酵母单杂交、凝胶迁移、双荧光素酶报告系统等开展PIF4转录调控靶基因并影响吸器发育的机理研究，深入探讨SaPIF4参与调节檀香生长素合成和吸器发育的形态结构、生理与分子基础，为丰富檀香的生长调控理论、选择适宜的伴生寄主植物、科学制定檀香人工林培育和经营规划提供理论与实践依据。

檀香（Santalum album L.）是一种经济价值极高的珍贵树种，从其心材中提取的精油价值颇高，广泛应用于化妆品和中医药等领域，素有“液体黄金”之称。半寄生植物檀香人工林栽培生产中，选择适宜寄主植物形成吸器并成功侵入寄主根系直接影响檀香成活率和生长状况。本项目从组学手段入手，发现PIF4介导的生长素信号和活性氧信号显著影响着檀香的半寄生性和营养获取手段；通过生物信息学分析，鉴定了檀香生长素响应因子ARF基因家族和小G蛋白Rac基因家族，发现半寄生植物檀香相对于其他物种，基因家族收缩严重；克隆了PIF4下游生长素和活性氧信号途径的两个关键基因SaRac1和SaRbohA，并对SaRac1在檀香吸器发育中的功能进行了探讨，发现SaRac1基因沉默显著抑制了檀香吸器的数量和生物量，且这种沉默响应可能是由SaRbohA介导的ROS信号来发挥作用。为丰富檀香的生长调控理论、选择适宜的伴生寄主植物、科学制定檀香人工林培育和经营规划提供理论与实践依据。