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月季(Rosa hybrida)作为全球的切花贸易中重要的切花之一,在产地蕾期采收,经过运输到消费者手中重新瓶插开放的过程中,往往经历典型的可逆失水胁迫。然而,月季切花可逆失水胁迫耐性的调节机制仍不清楚。铁蛋白是植物中普遍存在的一类多亚基球形蛋白,可以贮存细胞中的自由Fe2+离子,广泛参与植物的生长发育过程以及生物和非生物胁迫的响应。本研究在前期月季失水cDNA文库中,筛选出了一个快速响应可逆失水胁迫的铁蛋白(Ferritin)基因JK616449,但是其功能还是不清楚的。本课题通过酵母单杂、qRT-PCR和VIGS等方法对Ferritin的基本生化特性、转录调节、生物学功能等进行了探究,结果如下:1)克隆了 JK616449基因的全长1518bp,编码区为807bp编码了一个含268个氨基酸的蛋白,具有植物铁蛋白特有的多肽延长链(EP)和保守的Fe储存和转移序列。进化树分析表明,JK616449与AtFer1同源性最高,重命名为RhFer1。ABA和失水胁迫能够诱导RhFer1的表达。2)失水胁迫能够诱导月季花瓣Fe的总浓度升高,但游离Fe2+浓度维持不变。qRT-PCR结果表明,失水胁迫能够抑制Fe运输基因的表达。在可逆失水胁迫处理的花瓣中,Fe主要定位于细胞质和维管束,而不是液泡和质外体。此外,过氧化氢的含量和活性氧清除酶的活性也没有发生明显的变化。这些结果表明,月季花瓣可逆失水胁迫过程中,Fe平衡的维持不依赖Fe运输机制。3)沉默RhFer1降低了月季花瓣的失水胁迫耐性。花瓣中沉默RhFer1后,总的Fe浓度不变,游离Fe2+的浓度增加,过氧化氢和活性氧清除酶的活性明显升高。结果表明,沉默RhFer1使花瓣遭受了严重的Fe诱导的氧化胁迫,降低了花瓣的恢复能力。4)失水胁迫过程中RhFer1转录水平的调节是依赖RhABF2的。沉默RhABF2下调RhFer1的表达。EMSA体外试验证明,RhABF2能够与含有ABRE元件的RhFer1启动子探针结合。酵母单杂和瞬时转化烟草的体内试验表明,RhABF2能够直接靶定到RhFer1启动子上的ABRE元件,并激活报告基因的表达。5)沉默RhABF2降低了花瓣的失水胁迫耐性。在失水胁迫的花瓣中,沉默RhABF2导致更高的游离Fez+浓度,打破了 Fe平衡,积累了过氧化氢,使花瓣遭受了严重的氧化胁迫,降低了花瓣失水胁迫耐性。6)在月季花瓣自然衰老的过程中,ABA逐渐积累,RhABF2、RhFer1和Fe运输相关的基因的表达上升。沉默RhABF2和RhFer1打破Fe平衡,加速了花瓣衰老。这些结果表明,在衰老过程中,RhABF2/RhFer1调节模块与Fe运输基因,协同参与了花瓣的衰老进程。总之,在可逆的失水胁迫过程中,月季花瓣主要是通过RhABF2/RhFer1调节模块而不是Fe运输基因,调节失水诱导的游离Fe2+的水平,缓解氧化胁迫提高失水胁迫耐性。而在花瓣衰老的过程中,RhABF2/RhFer1调节模块又能与Fe运输基因协同调节Fe的回收再利用,参与花瓣的衰老进程。