光与热胁迫下杨梅叶片D1蛋白周转的分子调控机理研究

杨梅为原产我国的亚热带常绿果树，栽培面积占全世界的99%以上。杨梅耐荫，易发生光抑制。杨梅喜温但忌热，夏季常遭遇光、热复合胁迫危害。植物叶片的PSII对光、热胁迫最敏感，D1是PSII中最易受光、热胁迫伤害的蛋白。D1蛋白周转是修复受损PSII的最重要机制，其关键步骤为受损D1蛋白的降解移除。D1蛋白周转机理一直是国际上光合作用研究热点，近年来发现FtsH是调控D1蛋白降解的关键蛋白酶。光、热光胁迫下，杨梅D1蛋白周转的分子机制国内外尚未见研究报道。本项目拟克隆杨梅psbA（编码D1蛋白）和ftsH基因（编码FtsH蛋白酶），分离全长cDNA序列。以光、热胁迫耐性不同的杨梅品种'东魁'和'炭梅'为试材，研究psbA和ftsH基因在高温强光胁迫下的表达模式，阐明光、热胁迫下杨梅叶片D1蛋白周转的分子调控机理，为杨梅耐高温强光基因型的筛选及减缓光、热胁迫危害栽培技术的研究开发提供理论依据。

杨梅为原产我国的亚热带常绿果树，栽培面积占全世界的99%以上。杨梅耐荫、喜温但忌热，易发生光抑制，夏季常遭遇光、热复合胁迫危害。植物叶片的PSII对光、热胁迫最敏感， D1蛋白周转是修复受损PSII的最重要机制。我们以光、热胁迫耐性不同的杨梅品种'东魁'和'炭梅'为试材，研究了psbA和ftsH基因在高温强光下的表达模式，为杨梅耐高温强光基因型的筛选及减缓光、热胁迫危害栽培技术的研究开发提供了理论依据。    .本项目主要结果如下：① 克隆了杨梅psbA（编码D1蛋白）和ftsH基因（编码FtsH蛋白酶）； 研究了ftsH基因的亚细胞定位，确定MrFtSH基因在细胞中发挥作用的部位为细胞的质体 ② 研究了'东魁'和'炭梅'杨梅叶片光合作用在高温强光复合胁迫的生理响应，结果发现'东魁'杨梅更耐高温强光；通过研究它们对光合抑制剂的反应，发现D1蛋白周转受到抑制时，高温强光下'东魁'杨梅的胁迫加重程度更大。③ 研究了'东魁'和'炭梅'杨梅叶片psbA和ftsH基因，以及它们编码的蛋白在不同光温胁迫下的表达，发现25℃适温下，psbA和ftsH基因表达主要受光照调控，随光照强度而增加。35℃和40℃高温下，psbA和ftsH基因表达量在较低光强下反而较高，'东魁'在高温强光复合胁迫下psbA和ftsH基因的表达量明显高于'炭梅'。