乙烯响应因子Ll ERF12调控卷丹珠芽发生机制的初步解析

摘要

为探究乙烯（Ethylene）对卷丹珠芽发生的作用，以卷丹（Lilium lancifolium）为试验材料，利用不同浓度的乙烯利（Ethephon, ETH）和乙烯信号转导抑制剂1-甲基环丙烯（1-Methylcyclopropene, 1-MCP）处理卷丹茎段，对其进行表型统计、生理指标测定和下游基因表达情况分析；通过卷丹珠芽形成过程的转录组数据筛选到可能参与调控珠芽发生的乙烯响应转录因子——LlERF12(Ethylene responsive factor 12)，利用生物信息学软件对其生化特性分析预测；利用实时荧光定量法检测LlERF12基因在不同时期、不同组织、不同百合品种以及不同浓度ETH和1-MCP处理下的表达；最终通过基因沉默技术验证LlERF12在卷丹珠芽发生过程中的作用。结果表明：1）卷丹珠芽的发生发育过程共划分为4个时期：S0～S3;2)1-MCP处理导致叶腋处葡萄糖含量增加，通过促进腋芽发生标志基因LlSTM(SHOOTMERISTEMLESS)的表达量而促进卷丹珠芽的发生数量，而ETH处理则通过抑制LlSTM表达而抑制了珠芽发生数量；3)LlERF12在珠芽准备发生时期表达量较高，并且在自然能发生珠芽的百合品种中的表达量显著高于其他百合品种；4)ETH处理显著抑制LlERF12的表达，1-MCP处理则相反；5）沉默LlERF12基因导致LlSTM表达下降，进一步抑制了卷丹珠芽的发生数量，证明了LlERF12在珠芽发生过程中的正调控作用。综上，LlERF12通过响应乙烯信号转导，促进叶腋处葡萄糖积累，影响下游腋芽发生标志基因LlSTM的表达，从而调控卷丹珠芽的形成。

关键词

卷丹 / 珠芽 / LlERF12 / 乙烯 / 基因沉默