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菊花CmASMT的克隆及其在高温抗性中的作用
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作者 孟慧 罗丙玉 +4 位作者 卢正宇 王鹏 康冬茹 郑成淑 王文莉 《中国农业科学》 北大核心 2025年第8期1617-1626,I0001-I0003,共13页
【背景】菊花是原产于我国的十大传统名花和世界四大切花之一,在世界各地广泛种植,适宜生长在气候温和凉爽的环境。夏季高温天气的持续出现,以及封闭或半封闭性设施环境栽培,严重影响了菊花的产量和品质。【目的】外源应用褪黑素有助于... 【背景】菊花是原产于我国的十大传统名花和世界四大切花之一,在世界各地广泛种植,适宜生长在气候温和凉爽的环境。夏季高温天气的持续出现,以及封闭或半封闭性设施环境栽培,严重影响了菊花的产量和品质。【目的】外源应用褪黑素有助于调节植物应对包括高温胁迫在内的各种逆境胁迫,N-乙酰-5-羟色胺甲基转移酶(ASMT)是褪黑素生物合成的限速酶。探究CmASMT的功能,研究CmASMT对高温胁迫下菊花生长的影响,探讨内源褪黑素的合成对菊花高温抗性的影响,为褪黑素调控植物高温抗性的分子机制及菊花分子育种奠定理论基础。【方法】以切花菊‘神马’为试验材料克隆得到褪黑素生物合成关键酶基因CmASMT,对其进行生物信息学分析、亚细胞定位和时空表达特性分析;利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术构建CmASMT沉默植株,从光合作用、膜系统的稳定性和抗氧化系统等角度分析CmASMT对菊花耐热性的影响。【结果】CmASMT的ORF全长为1 059 bp,编码352个氨基酸,属于O-甲基转移酶家族;CmASMT在菊花营养生长时期的根、茎、叶和芽中均有表达,且在根中表达量最高;高温、低温、水涝、盐和干旱胁迫均诱导CmASMT表达,且CmASMT对高温胁迫响应最为突出;CmASMT蛋白在细胞膜、细胞质和细胞核中均有表达。菊花CmASMT沉默植株内源褪黑素含量显著降低。高温胁迫下,CmASMT沉默植株表现出光合作用的抑制、膜系统稳定性的降低、氧化胁迫的加重、抗氧化酶活性的减弱,以及变性蛋白质的增加。CmASMT可能通过调节菊花植株内源褪黑素的合成,协同提高抗氧化酶活性,清除过量活性氧,减轻膜结构损伤和光合色素的降解,进而提高菊花的光合效率,从而增强菊花的高温抗性。【结论】CmASMT通过调控内源褪黑素的合成,在菊花应答高温胁迫的过程中起重要作用。 展开更多
关键词 菊花 高温胁迫 褪黑素 cmasmt 病毒诱导的基因沉默
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