矮牵牛应答低温胁迫的MYB类转录因子的分离及其功能验证

MYB类转录因子在植物对低温的适应中起着十分重要的调控作用。矮牵牛被喻为"世界花坛花卉之王"，是重要的园林观赏植物。本项目针对当前植物 MYB类转录因子研究的发展趋势以及矮牵牛的抗寒等问题，利用矮牵牛功能分类基因芯片筛选出应答低温胁迫的MYB类转录因子基因，通过时空表达分析及转基因研究，阐明其在矮牵牛冷响应途径中的基本功能；同时构建矮牵牛冷胁迫酵母双杂交 cDNA 文库，钓取与MYB转录因子存在相互作用的蛋白，结合MYB类转录因子与抗寒关键基因的上下游调控关系，揭示冷响应途径中多转录因子的组合调控。项目的实施将从理论上对矮牵牛抗寒的分子机理展开系统的探讨，为矮牵牛的逆境适应增添新的依据。并且，通过对冷胁迫信号传导网络中关键转录因子基因的表达调控，可望获得抗寒能力提高的转化植株，丰富矮牵牛的种质资源。

提高矮牵牛的抗寒性，是延长观赏时间和扩大其栽培面积的核心所在，对提高其园林应用价值具有重要意义。本项目围绕“矮牵牛响应低温胁迫的分子机理”这一科学议题，结合实际，对原有研究计划进行了适当调整。首先，我们通过低温胁迫筛选获得了耐寒矮牵牛株系（代号H），并建立了耐寒矮牵牛株系的无性系；随后，定制了矮牵牛基因表达谱芯片，获得了2071个响应低温胁迫的差异表达基因，其中1149个基因被上调表达，922个基因被下调表达。利用生物信息学分析结合试验验证，确定了重要的矮牵牛冷响应候选基因家族：锌指蛋白基因；对重要候选基因的组织表达谱和亚细胞定位进行了研究，并在此基础上，对目的基因进行转基因功能鉴定，初步获得了耐寒矮牵牛株系。此外，我们还构建了矮牵牛酵母双杂交cDNA文库，并开展了冷胁迫矮牵牛蛋白质组学iTRAQ定量分析，从翻译水平上初步研究了矮牵牛遭受低温胁迫后蛋白质产物及其表达量的变化。