木芍药（Paeonia suffruticosa）中PsSUT1启动子的结构分析及ABA响应性调控机制——由PsABF介导

《BMC Plant Biology》：Dissection of the PsSUT1 promoter and ABA-responsive PsABF-mediated regulation in Paeonia suffruticosa

　　

摘要

背景

树状牡丹（Paeonia suffruticosa）是一种高价值的观赏植物，在容器栽培中由于蔗糖供应有限，容易出现矮化和花蕾脱落的现象。先前的研究表明，蔗糖转运蛋白PsSUT1能够促进蔗糖的运输，从而推动植物的营养生长和开花。

结果

我们对PsSUT1启动子进行了功能分析，鉴定了其上游的ABA响应转录因子，并验证了这些因子的作用。通过染色体步行技术，我们克隆了一个包含ABA结合元件（ABRE motifs）的1,606 bp长的PsSUT1启动子。在树状牡丹中，PsSUT1在叶柄中的表达量最高，在根中的表达量最低；ABA能够增加所有组织中的转录水平，尤其是在叶柄中诱导倍数达到约5倍。pSUT1::GUS报告基因在Nicotiana benthamiana瞬时表达系统和Arabidopsis thaliana的启动子::GUS lines中证实了该启动子的活性，其表达范围涵盖了幼苗、根部、叶片和角果，并且明显受到ABA的调控。为了识别上游调控因子，我们克隆了四个参与ABA信号传导的ABF转录因子（PsABF1/2/3/7），这些因子在叶柄中的表达量很高，并与PsSUT1的表达存在强烈的正相关性。酵母单杂交实验验证了它们与PsSUT1启动子的结合能力，而烟草的双荧光素酶/LUC成像实验则显示了PsSUT1受到正向的转录调控。PsABF7-OE株比野生型（WT）更具生长优势，表现出更高的植株高度和花莲直径。它们的莲座叶中的蔗糖含量较低，但在茎和角果中的蔗糖含量较高，并且在高蔗糖条件下生长表现更佳，表明这些基因有助于更高效地利用外源蔗糖。

结论

综上所述，我们的数据揭示了PsSUT1启动子的结构及其上游调控机制，为通过育种和栽培技术改善容器栽培树状牡丹中的蔗糖供应限制问题奠定了基础。