园艺学报 ›› 2026, Vol. 53 ›› Issue (1): 41-55.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2025-0703
陈政, 王晓俊, 严娟, 蔡志翔, 张斌斌, 许建兰, 马瑞娟, 俞明亮, 沈志军*(
)
收稿日期:2025-10-14
修回日期:2025-11-27
出版日期:2026-01-25
发布日期:2026-01-26
通讯作者:
基金资助:
CHEN Zheng, WANG Xiaojun, YAN Juan, CAI Zhixiang, ZHANG Binbin, XU Jianlan, MA Ruijuan, YU Mingliang, SHEN Zhijun*(
)
Received:2025-10-14
Revised:2025-11-27
Published:2026-01-25
Online:2026-01-26
摘要:
前期研究发现,5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA)能够上调PpC3H37促进PpWRKY表达提升桃花抗寒性。以此为基础,进一步研究完善其提高抗寒性的分子机制,明确了50 mg · L-1 ALA预处理能够提高低温下桃花抗氧化酶超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性以及脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量,降低丙二醛和活性氧物质含量,从而增强桃花抗寒性。以PpC3H37启动子为诱饵进行酵母单杂交筛库,获得响应ALA上调表达转录因子PpC2H2。GUS染色和双荧光素酶实验表明ALA能够上调PpC2H2表达,增加PpC3H37启动子活性。瞬时过表达PpC2H2能够显著提升桃花器官抗寒性。
陈政, 王晓俊, 严娟, 蔡志翔, 张斌斌, 许建兰, 马瑞娟, 俞明亮, 沈志军. PpC3H37参与ALA提高桃花期子房抗寒性的分子机制[J]. 园艺学报, 2026, 53(1): 41-55.
CHEN Zheng, WANG Xiaojun, YAN Juan, CAI Zhixiang, ZHANG Binbin, XU Jianlan, MA Ruijuan, YU Mingliang, SHEN Zhijun. PpC3H37 Involvement in ALA-Enhanced Cold Tolerance of Peach Ovary During Bloom Stage[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2026, 53(1): 41-55.
| 用途 Usage | 引物名称 Primer name | 正向引物(5′-3′) Forward primer | 反向引物(5′-3′) Reverse primer |
|---|---|---|---|
| 实时荧光定量 qRT-PCR | PpTEF | ggtgtgacgatgaagagtgatg | tgaaggagagggaaggtgaaag |
| Prupe.6G278600 | atggagggacatcatcgtcatcatc | tcaccgtgcttgccttatt | |
| Prupe.1G313300 | atggctgctgtcacaaagagtgcat | tgttcttcctggcaaatgctgtg | |
| Prupe.2G205700 | atggggtgcaaggaacaacaccaca | tcgttctcgccgcctccatcac | |
| Prupe.2G135000 | atggaaataggtgggaacatgaaca | gctctttcgtcttcgctca | |
| Prupe.1G508100 | atgttacaagagagaatgagctatc | ctccagttgtgccagtttt | |
| Prupe.2G058400 | atggggatctttgaagaaatgggtt | gctgttgcctctgggtcat | |
| PpC3H37 | ggggaatgtaggtttggcga | cgtttgcttcccctccagat | |
| 转录活性验证 Transcriptional activity verification | pGBKT7-PpC2H2 | catatggccatggaggccgaattcatggggtgcaaggaacaaca | cgctgcaggtcgacggatccttagtaatgacaatccaccagaatttgt |
| 亚细胞定位 Subcellular localization | 1302-PpC2H2 | actcttgaccatggtagatctatggggtgcaaggaacaaca | aaagttcttctcctttactagtgtaatgacaatccaccagaatttgtgtt |
| Y1H验证 Y1H verification | pHIS2-proPpC3H37 | gactcactatagggcgaattcccccccccccccccacaaacttt | ttcgcgaacgcgtgagctctgattgttatgagatgtaaatcccaaatt |
| pGADT7-PpC2H2 | gaattcactggcctccatggcatggggtgcaaggaacaacac | gctcgagctcgatggatccttagtaatgacaatccaccagaatttgt | |
| GUS活性验证 GUS activity verification | PBI121-proPpC3H37 | gagaacacgggggactctagaccccccccccccccacaaact | ctgaccacccggggatcctgattgttatgagatgtaaatcccaaat |
| 双荧光素酶报告实验 Luciferase complementation assay | proC3H37-LUC | tatcgaattcctgcagcccgggccccccccccccccacaaactt | cgctctagaactagtggatcctgattgttatgagatgtaaatccc |
表1 本研究中用到的引物
Table 1 The primer used in this study
| 用途 Usage | 引物名称 Primer name | 正向引物(5′-3′) Forward primer | 反向引物(5′-3′) Reverse primer |
|---|---|---|---|
| 实时荧光定量 qRT-PCR | PpTEF | ggtgtgacgatgaagagtgatg | tgaaggagagggaaggtgaaag |
| Prupe.6G278600 | atggagggacatcatcgtcatcatc | tcaccgtgcttgccttatt | |
| Prupe.1G313300 | atggctgctgtcacaaagagtgcat | tgttcttcctggcaaatgctgtg | |
| Prupe.2G205700 | atggggtgcaaggaacaacaccaca | tcgttctcgccgcctccatcac | |
| Prupe.2G135000 | atggaaataggtgggaacatgaaca | gctctttcgtcttcgctca | |
| Prupe.1G508100 | atgttacaagagagaatgagctatc | ctccagttgtgccagtttt | |
| Prupe.2G058400 | atggggatctttgaagaaatgggtt | gctgttgcctctgggtcat | |
| PpC3H37 | ggggaatgtaggtttggcga | cgtttgcttcccctccagat | |
| 转录活性验证 Transcriptional activity verification | pGBKT7-PpC2H2 | catatggccatggaggccgaattcatggggtgcaaggaacaaca | cgctgcaggtcgacggatccttagtaatgacaatccaccagaatttgt |
| 亚细胞定位 Subcellular localization | 1302-PpC2H2 | actcttgaccatggtagatctatggggtgcaaggaacaaca | aaagttcttctcctttactagtgtaatgacaatccaccagaatttgtgtt |
| Y1H验证 Y1H verification | pHIS2-proPpC3H37 | gactcactatagggcgaattcccccccccccccccacaaacttt | ttcgcgaacgcgtgagctctgattgttatgagatgtaaatcccaaatt |
| pGADT7-PpC2H2 | gaattcactggcctccatggcatggggtgcaaggaacaacac | gctcgagctcgatggatccttagtaatgacaatccaccagaatttgt | |
| GUS活性验证 GUS activity verification | PBI121-proPpC3H37 | gagaacacgggggactctagaccccccccccccccacaaact | ctgaccacccggggatcctgattgttatgagatgtaaatcccaaat |
| 双荧光素酶报告实验 Luciferase complementation assay | proC3H37-LUC | tatcgaattcctgcagcccgggccccccccccccccacaaactt | cgctctagaactagtggatcctgattgttatgagatgtaaatccc |
图1 ALA预处理对低温处理下桃花花器官表型(A)及生理生化指标(B)的影响 对照:清水培养 + 常温;LT:低温处理,清水培养 +-3 ℃低温6 h;ALA + LT:50 mg · L-1 ALA预处理 + -3 ℃低温6 h。不同小写字母表示在P < 0.05水平差异显著。下同
Fig. 1 Effects of ALA pretreatment on phenotype(A)and physiological-biochemical indices(B) of peach floral organs under low-temperature stress Control:Cultured in distilled water at normal temperature;LT:Low-temperature treatment,cultured in distilled water and subjected to-3 ℃ for 6 h;ALA + LT:Pretreatment with 50 mg · L-1 ALA followed by the-3 ℃ low-temperature treatment for 6 h. Different lowercase letters indicate significant differences at P < 0.05 level. The same below
| 编号 Number | 序列号 Accession No. | 注释 Description | 相似度/% Similarity |
|---|---|---|---|
| 1 | Prupe.6G278600 | Trihelix transcription factor GT-3b-like | 90.94 |
| 2 | Prupe.1G313300 | Transcription factor MYB62 | 96.96 |
| 3 | Prupe.2G205700 | PpC2H2_zinc finger protein ZAT5 | 99.69 |
| 4 | Prupe.2G135000 | Squamosa promoter-binding-like protein 7 | 90.89 |
| 5 | Prupe.1G508100 | Transcription factor TGA7 | 99.46 |
| 6 | Prupe.2G058400 | ETHYLENE INSENSITIVE 3-like 1 | 99.77 |
表2 与PpC3H37启动子互作的候选蛋白
Table 2 Screened proteins that may interact with the PpC3H37 promoter
| 编号 Number | 序列号 Accession No. | 注释 Description | 相似度/% Similarity |
|---|---|---|---|
| 1 | Prupe.6G278600 | Trihelix transcription factor GT-3b-like | 90.94 |
| 2 | Prupe.1G313300 | Transcription factor MYB62 | 96.96 |
| 3 | Prupe.2G205700 | PpC2H2_zinc finger protein ZAT5 | 99.69 |
| 4 | Prupe.2G135000 | Squamosa promoter-binding-like protein 7 | 90.89 |
| 5 | Prupe.1G508100 | Transcription factor TGA7 | 99.46 |
| 6 | Prupe.2G058400 | ETHYLENE INSENSITIVE 3-like 1 | 99.77 |
图2 低温条件下ALA处理对候选基因在桃花子房中相对表达的影响
Fig. 2 The influence of ALA treatment on the relative expression of candidate genes in peach gynoecium under low-temperature treatment
图3 PpC2H2转录活性检测和亚细胞定位 A:PpC2H2的功能域预测;B:PpC2H2转录活性鉴定。BD-53加AD-T作为阳性对照,单独的BD-empty作为阴性对照,其中BD为pGBKT7载体;C:PpC2H2亚细胞定位
Fig. 3 PpC2H2 transcriptional activity assay and subcellular localization A:The functional domain predication of PpC2H2;B:the PpC2H2 transcriptional activity assay. The combination of BD-53 plus AD-T was used as a positive control,and BD-empty was used as a negative control,where BD was pGBKT7 vector;C:The subcellular localization of PpC2H2 in tobacco leaves
图4 酵母单杂交验证PpC2H2与PpC3H37启动子之间的互作 A:PpC3H37启动子自激活实验;B:酵母单杂交一对一验证。SD-TL:-trp、-leu;SD-TLH:-trp、-leu、-his;3AT:3-氨基-1,2,4-三唑
Fig. 4 Yeast One-Hybrid Assay show that PpC2H2 interacted with the promoter of the PpC3H37 in yeast A:PpC3H37 promoter auto-activation assay;B:Yeast one-hybrid pairwise validation. SD-TL:-trp,-leu;SD-TLH:-trp,-leu,-his;3-AT:3-Amino-1,2,4-triazole
图5 ALA正调控PpC2H2提升PpC3H37启动子活性 A:GUS染色;B:GUS活性;C:双荧光素酶报告实验;D:烟草叶片共转化“效应子”“报告基因”后的LUC和REN的比率(用于标准化启动子激活水平)
Fig. 5 ALA promotes PpC2H2-mediated activation of the PpC3H37 promoter activity A:GUS staining;B:GUS activity;C:Dual-luciferase reporter assay;D:Ratio of LUC to REN in tobacco leaves after co-transfection with“effector”and“reporter”constructs(for standardizing the activation level of the promoter)
图6 PpC2H2瞬时表达提高桃花的抗寒性 A:低温处理下桃花表型;B:PpC2H2荧光定量;C:PpC3H37荧光定量;D:低温处理下桃花的理化指标
Fig. 6 Transient expression of PpC2H2 enhances cold resistance in peach flowers A:Phenotype of peach flowers under low-temperature treatment;B:Quantitative real-time PCR(qRT-PCR)of PpC2H2; C:Quantitative real-time PCR of PpC3H37;D:Determination of physicochemical parameters in peach flowers under low-temperature treatment
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