激素Auxin在拟南芥响应冻融胁迫过程中的作用及机制

植物响应低温胁迫包括冷驯、冻、融过程。人们对冷驯研究较多，但对冻融的认识很有限，对激素在冻融中作用的认识几乎空白。我们前期研究表明，植物在冻融中的主动响应，对抵抗冻害有重要作用；我们最新数据显示，冻融中外源施加Auxin明显降低植物抗性、拟南芥Auxin相关基因缺失突变株抗冻融性显著提高。本项目拟以拟南芥及其上述基因的突变体（缺失/过表达）为研究对象，通过程序控温下的冻融和施加外源Auxin：(1)比较野生型和突变体的抗性差异及相关生理过程；(2) 比较野生型和突变体的内源Auxin变化；(3) 检测上述基因表达的时空样式、其它Auxin相关基因和低温相关基因的表达变化；加之(4) 鉴定冻融过程中Auxin元件的特异转录因子，研究Auxin在植物响应冻融过程中的作用和相关基因在其中的功能，进而研究Auxin调控植物响应低温胁迫的分子机制，为探索植物激素在环境适应性中的机制提供新的认识。

论文以拟南芥及其Auxin相关基因缺失突变为研究对象，通过程序控温下的冻融和施加外源Auxin，研究植物生理、生化和分子水平上的变化，探索Auxin在植物响应冻融过程中的作用和相关基因在其中的功能。经过三年的研究，我们：(1) 发现了若干与auxin相关的差异表达基因。尤其是在冻融阶段，发现了5个表达发生剧烈变化的auxin相关基因：At4g38860和At5g18060（auxin-induced protein）、At4g34770（small auxin up-regulated RNA）、At4g38840和At4g34760（auxin-responsive protein）。(2) 同时针对冻融阶段的差异表达基因分析其启动子区域，发现若干高频出现的元件如ASF1MOTIFCAMV、ARFAT、TSULTR11等都是auxin响应因子的结合位点。(3) 应用Real time PCR检测了At5g18060、At4g38840、At4g34760、At4g34770和At4g38860五个auxin相关基因在冻融阶段的表达变化。(4)获得了其中三个基因的缺失突变株，其中两个突变株比野生型植株具有更强的冻融抗性，说明这两个基因是影响植物冻融抗性的负调控因子。(5) 外源施加Auxin提高植物抗冻能力，并检测了合适的激素浓度范围。(6) 检测了auxin对除拟南芥以外其他植物冻融抗性的影响，提示Auxin对冻融的影响具有一定的普遍性。(7) 以前人构建的auxin合成、运输和信号经典过程相关的突变株35S::YUC1、YUC1/YUC4双缺失、PIN1-GFP、PIN2-GFP、DR5::GUS等研究上述Auxin相关表型和基因作用机制的实验，取得进展，正在深入进行中。.项目顺利完成。培养博士两人，发表SCI论文三篇、核心期刊论文三篇。后续还有两篇论文待发表。