草本牡丹花蕾休眠期间转录因子DOF的全面分析及PlOBP4的特性研究

《Plant Cell Reports》：Comprehensive analysis of DOF transcription factors and characterization of PlOBP4 during herbaceous peony bud dormancy

芍药芽休眠释放调控机制研究揭示DOF转录因子新功能，鉴定出PlOBP4促进芽伸长的关键基因。采用全转录组测序分析低需冷品种的15个DOF家族成员，系统发育聚类分为四类，PlOBP4在芽休眠解除阶段显著高表达且定位于细胞核，基因沉默实验证实其调控芽生长的生物学功能，为培育适应暖冬的低需冷品种提供理论依据。

　　

摘要

关键信息

本文首次鉴定出调控植物芽休眠的DNA-BINDING WITH ONE FINGER (DOF) 转录因子。其中一个代表性成员 PlOBP4 经实验证明能够促进芽的伸长。

摘要

草本牡丹（Paeonia lactiflora）是一种世界著名的观赏花卉，主要在温带地区栽培。然而，由于气候变化或在较低纬度或海拔地区种植，冬季低温积累不足可能会限制芽的内源休眠解除（BER）。了解内源休眠解除的调控机制将有助于培育适应温暖冬季条件的新品种，从而推动草本牡丹在亚热带甚至热带地区的应用。DNA-BINDING WITH ONE FINGER (DOF) 转录因子家族在调控芽休眠中的作用仍有限。本研究利用在整个冬季和早春期间收集的全长转录组测序数据，对 P. lactiflora ‘Hang Baishao’（一种亚热带低需冷量品种）中的DOF家族进行了生物信息学分析。共鉴定出15个DOF家族成员，并将其系统分类为四个亚组。部分 PlDOF 的表达谱与芽的内源休眠形成、内源休眠的解除以及休眠期的终止过程相关。研究发现一个编码序列为906 bp的 PlOBP4 在内源休眠解除阶段高度表达，并对其进行了克隆。亚细胞定位显示 PlOBP4 定位于细胞核中。在休眠诱导期沉默 PlOBP4 显著缩短了发芽后的芽长度，表明 PlOBP4 可能促进 P. lactiflora ‘Hang Baishao> 的芽伸长。这项关于调控芽休眠/萌发的相对罕见的研究丰富了人们对DOF转录因子作用的认识，可能有助于培育内源休眠期较短（低需冷量）的品种，并促进草本牡丹在亚热带甚至热带地区的栽培。