播娘蒿CBF作为冷胁迫早期预警信号分子在抗寒机制中的作用

耐寒性植物播娘蒿（Descurania sophia L.）是研究植物抗寒机制的重要材料。我们前期已研究证明受低温胁迫正调控的基因播娘蒿DsCBF，在低温转录组中起重要作用，并发现转基因植株与野生型播娘蒿的DsCBF的表达量在冷驯化过程以及响应时间均有差异。为了探明播娘蒿体内早期冷响应系统，进一步阐明播娘蒿耐寒机制，项目通过比较研究播娘蒿与转基因植株在冷刺激下以及局部冷刺激下的DsCBF表达动力学，确定DsCBF是否是植物体内的冷响应信号分子，确定DsCBF作为植物体内的冷响应信号分子的预警机制。；另一方面，研究冷响应信号分子CBF的多态性对播娘蒿耐寒性的影响，分别研究播娘蒿DsCBF启动子区域和编码区的差异对DsCBF及其控制的下游冷响应基因表达的影响。本研究将为深入研究播娘蒿抗寒机制奠定基础，同时对于提高重要粮食作物和经济作物的抗寒性能具有重要学术意义和经济价值。

本课题通过比较研究播娘蒿与转基因植株在冷刺激下的DsCBF的时空表达；局部冷刺激对整个植株DsCBF表达的影响；局部冷刺激对整个植株的DsCBF的下游基因的表达情况，确定DsCBF的系统诱导表达情况，确定DsCBF作为植物体内的冷响应信号分子的预警机制；并研究作为冷响应信号分子的CBF的多态性对植物耐寒性的影响。首次克隆获得播娘蒿DsKIN1基因全长。通过对播娘蒿局部和整体冷诱导研究发现，局部冷诱导播娘蒿CBF可作为信号因子向局部未诱导部位传递。在播娘蒿CBF低温响应信号途径中，确定了未受到冷胁迫部位可以收到远端的冷胁迫信号，并导致局部处理未受胁迫的叶片生理指标发生变化，说明未受到冷胁迫部位可以收到远端的冷胁迫信号，启动冷响应基因的表达。成功找到2个影响播娘蒿DsCBF1结合冷响应基因启动子区域的重要氨基酸位点。结合SOE-PCR定点突变方法和化学发光法EMSA分析播娘蒿CBF顺式调控因子和DNA探针的结合情况。确定DsCBF作为植物体内的冷响应信号分子的预警机制；并研究作为冷响应信号分子的CBF的多态性对植物耐寒性的影响。