梅花低温驯化应答MYB转录因子的分离与功能解析

Transcriptional factors of MYB family play important roles in the low temperature adaptation of plants. Mei flower, one of the most famous flower in China, is a significant small deciduous arbor blooming in winter.Concentrating on the research trends of plant MYB genes and cold resistance of Prunus mume, based on transcriptional profilings dynamic data of P.mume'Xue Mei'treated with low temperature for different time via RNA-seq technique, we will screen MYB family TFs related with the cold responsive paths, elucidate their functions on the cold stress by spatial and temporal expression analysis and genetic transformation for the improvement of cold resistance of Prunus mume; at the same time, construct yeast-two-hybrid cDNA libraries of Prunus mume treated with the cold stress to select proteins intercrossed with MYB TFs, illustrate the associations of multiple genes in the cold responsive paths by integrating the up- and down-stream regulation relationships among MYB genes and key genes in cold tolerance. The enforcement of the project will explore the molecular mechanism of cold tolerance in Prunus mume in theory, add new evidences for the molecular mechanisms of abiotic stresses of woody plants, meanwhile, can produce the genetic transfomative plants with higher adaptability of cod resistance by expressional regulation of key genes in cold signaling transductions so it can enrich the germplasm resource of Prunus mume able to cultivate in Three North Regions.

MYB类基因在植物对低温的适应中起着十分重要的调控作用。梅花为我国十大名花之一，也是我国最为重要的冬季开花的落叶乔木。本项目针对当前植物 MYB类基因研究的发展趋势以及梅花的抗寒等问题，在基于RNA-seq技术测定不同冷驯化处理时间'雪梅'转录谱变化的基础上，筛选出冷响应途径中与抗寒相关的MYB家族基因，通过时空表达分析及转基因研究，阐明其在低温胁迫中的基本功能，以改良梅花的抗寒能力；同时构建梅花冷胁迫酵母双杂交 cDNA文库，筛选与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基因调控规律。项目的实施将从理论上对梅花抗寒的分子机理进行系统的探讨，为木本植物逆境胁迫的分子机制增添新的证据，同时通过对低温信号传导关键基因的表达调控，可望获得抗寒能力提高的转化植株，丰富在"三北"地区露地栽培的梅花种质资源。

MYB 类基因在植物对低温的适应中起着十分重要的调控作用。梅花为我国十大名花之一，也是我国最为重要的冬季开花的落叶乔木。本项目利用 RNA-seq 技术测定了4℃冷驯化处理0，1，3，6，12，24和48小时以及ABA处理6小时下‘雪梅’转录谱变化，鉴定出在低温胁迫下转录量存在显著差异的基因3678个，筛选出在冷驯化响应中表达量有差异的32个 PmMYBs 基因，并利用qRT-PCR验证了低温驯化表达谱中表达量存在显著差异的这些PmMYBs基因，此外，还检测了这32个PmMYBs基因在不同梅花品种低温驯化下的表达丰度变化；构建了16个PmMYBs基因的超量表达载体，通过转化拟南芥，初步弄清了PmMYBs基因在增强转化植株抗寒能力方面的机制以及所起的重要作用；PmMYBs基因转化梅花研究方面，分别建立了‘雪梅’成熟胚和未成熟胚子叶不定芽再生体系，优化了以成熟胚和未成熟胚为受体的遗传转化体系，获得了转PmMYB15基因的梅花植株22株，低温胁迫分析初步表明其抗寒性增强；构建了梅花冷胁迫酵母双杂交 cDNA 文库，筛选出与 PmMYB15 转录因子存在相互作用的蛋白15个，并对其中的PmNF-YB3,8,15以及PmsHSP19基因开展了功能研究。项目的实施将从理论上对梅花抗寒的分子机理进行系统的探讨，为木本植物逆境胁迫的分子机制增添新的证据，同时通过对低温信号传导关键基因的表达调控，可望获得抗寒能力提高的转化植株，丰富在“三北”地区露地栽培的梅花种质资源。