利用花粉特异性启动子靶向过表达CBF1基因可提高受热胁迫的拟南芥（Arabidopsis）的繁殖能力

高温胁迫对农作物产量威胁显著，植物雌雄配子体发育易受热害影响。本研究利用OsRMP1启动子实现CBF1基因在雄配子体的靶向过表达，发现该转基因系统能有效维持蒴果长度，并显著上调热响应转录因子、ROS清除酶及ABA信号通路相关基因表达，证实靶向表达CBF1可增强生殖组织耐热性。

　　

摘要

与全球气候变化相关的温度上升对作物产量的稳定性构成了重大威胁。被子植物的有性生殖由雌性配子体和雄性配子体（花粉）介导，它们的发育、存活能力和功能都极易受到热应激的影响。我们之前报道过，C-重复序列结合因子1（CBF1）的持续过表达可以提高拟南芥的抗热性，但会显著延迟其生殖过程。在这项研究中，我们进一步利用了三个启动子——pOsRMP1、pOsLPS1和< />——来特异性地在雄性生殖细胞中驱动CBF1的过表达。具有花粉特异性CBF1过表达的转基因植株表现出正常的营养生长和向生殖阶段的转变。在热应激条件下的初步筛选显示，含有OsRMP1启动子的转基因植株的角果长度减少最为轻微。因此，我们进一步将分析重点放在了< />株系上，包括花粉萌发试验和基因表达谱分析。RT-qPCR分析表明，CBF1的靶向表达显著上调了多个应激响应基因，包括热响应转录因子、活性氧清除酶和ABA响应信号成分，这表明细胞保护机制得到了协调激活。综上所述，我们的结果表明，利用OsRMP1启动子对CBF1进行靶向表达可以提高生殖组织的抗热性，为培育适应气候变化的作物提供了一种有前景的策略。