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木薯(Manihot esculenta Crantz)是热带和亚热带地区最重要的经济作物和粮食作物之一。然而采后生理变质(postharvest physiological deterioration,PPD)严重制约了木薯产业的可持续发展。研究表明,植物激素及信号分子在调控木薯采后生理变质过程中发挥着重要作用。然而,脱落酸(abscisic acid,ABA)在木薯采后生理变质中的作用及其调控机制尚不清楚。本研究采用酵母双杂交、酵母单杂交、体内共表达等技术研究了外源ABA对木薯采后生理变质的调控作用,解析了ABA信号通路中核心组分的互作关系及共表达调控模式,鉴定了ABA途径中转录因子MebZIP5和MebZIP34对谷氧还蛋白(glutaredoxin,GRX)和单脱氢抗坏血酸还原酶(monodehydroascorbate reductase,MDAR)介导的抗氧化系统的调控作用,初步揭示ABA调控木薯采后生理变质的分子机制。具体阐述如下:1、外源ABA处理对木薯采后生理变质具有调控作用。分别用100μmol/L、300μmol/L、500μmol/L ABA处理木薯栽培种“SC8”块根,发现300μmol/L和500μmol/L ABA处理可显著减轻木薯采后生理变质。用300μmol/L ABA处理其它4个木薯品种(KU50、SC9、SC205、SM)的块根也能显著减轻其采后生理变质。外源ABA处理导致木薯采后生理变质过程中内源ABA含量显著上升,而过氧化氢(H2O2)含量显著降低。2、在前期转录组数据的基础上,筛选并克隆了ABA信号途径中的14个成员(包括4个Me PYLs、5个A类Me PP2Cs、3个Me Sn RK2s、2个A类MebZIPs);通过酵母双杂交和双分子荧光互补实验发现Me PYL6与Me PP2C16,Me PP2C16与Me Sn RK2.2/2.4,Me Sn RK2.2与MebZIP34,Me Sn RK2.4与MebZIP5/34具有相互作用;表达分析表明,这些基因在木薯采后生理变质过程中都受ABA诱导,确定ABA信号通路中核心组分的互作关系及共表达调控模式。3、ABA途径中转录因子MebZIP5和MebZIP34调控Me GRX6和Me MDAR1介导的抗氧化系统。基于前期转录组数据,发现15个抗氧化系统相关基因在木薯采后生理变质过程中表达量显著上升,且其启动子上含有可能与A类b ZIP成员互作的ABRE元件;利用酵母单杂交和双荧光素酶实验证实了MebZIP5和MebZIP34分别与Me GRX6和Me MDAR1启动子互作,增强其启动子活性;Me GRX6和Me MDAR1表达和酶活力在木薯采后生理变质过程中显著受ABA诱导;此外,还发现其它抗氧化指标POD、CAT、VC、GSH活性在木薯采后生理变质过程中受ABA诱导。综上所述,本研究结果初步揭示ABA通过Me PYL6-Me PP2C16-Me Sn RK2.2/2.4-MebZIP5/34信号模块调控抗氧化系统Me GRX6和Me MDAR1基因表达和酶活力,降低细胞内H2O2水平,从而减轻木薯采后生理变质。研究结果可为控制木薯采后生理变质提供科学依据,同时为木薯耐腐烂遗传改良提供潜在基因。