1、课题来源与背景： 根据农业部种植业管理司统计数据，大白菜秋播面积居各类蔬菜之首，是东北地区乃至全国的最重要“秋储菜”品种之一。叶绿素含量反映蔬菜的品质和长势。贮藏研究发现，大白菜的叶绿素含量随贮藏时间增加而下降，严重影响大白菜的贮藏品质。但是，大白菜采后贮藏期间叶绿素合成调控的分子机制仍然模糊不清，而明确叶绿素合成的关键调控基因及阐明相关分子机制，对改进大白菜贮藏技术以及调高大白菜贮藏品质是非常重要的。 2、研究目的与意义： 本项目拟首先通过调节大白菜贮藏过程中的光照强度和时间，分析ELIP1的表达规律及对叶绿素合成的影响，进而确立ELIP1在大白菜贮藏过程中的重要调控地位。然后，通过转录组测序技术分析ELIP1的下游调控基因，结合qRT-PCR及双荧光报告基因、染色质免疫共沉淀和过表达技术验证ELIP1是否可以通过G-box/G-like-box调控这些基因的表达。本研究的研究涉及生物信息学、分子遗传学、分子生物学和传统食品保藏技术的有机结合，可为阐明叶绿素合成调控的分子机制以及促进大白菜贮藏技术的发展提供新的理论借鉴。 3、主要论点与论据： 光照贮藏条件下的大白菜形态保持良好，其叶片保存完整且叶绿素未呈现明显地损失，失水率较低；而黑暗贮藏条件下的叶绿素损失严重，伴有叶片黄化和腐坏，失水率显著。 大白菜经转录组测序筛选得到叶绿素绑定家族的三个基因，即ELIP1、LHCB1和LHCB2；依据表达定量分析数据，发现光照条件下的大白菜组织中ELIP1表达量显著上调，而黑暗条件下表达量较低，而LHCB1和LHCB2光照条件下的表达差异不显著；通过Western blot实验，验证了ELIP1蛋白在光条件下的高表达。 与黑暗贮藏条件相比，大白菜在光照贮藏条件下，CHLM、HEMA1以及GUN4的表达量均呈现显著上调趋势，且与ELIP1的表达趋势极为相似，CHLM、HEMA1以及GUN4的表达与ELIP1的表达有着密切关联。 免疫荧光实验显示ELIP1抗体信号与DAPI荧光信号具有高度重合区，可初步判断ELIP1在大白菜细胞核附近表达；利用pBI121-NLS-CFP质粒的细胞核定位性质，并用DAPI染原生质体细胞核原理，在荧光显微镜下观察到ELIP1在细胞核以及核膜上均表达明显，证明了ELIP1在大白菜细胞核表达。 构建ELIP1-pBI121-NLS-CFP质粒，通过农杆菌介导转化，叶盘法侵染大白菜叶片进行ELIP1过表达实验，利用RT-qPCR检测到ELIP1、CHLM、GUN4以及HEMA1均呈显著表达；在ELIP1过表达的大白菜叶片叶绿素含量测定结果中，过表达转基因大白菜样本的叶绿素含量约是野生型大白菜样本叶绿素含量的1.6倍（P<0.05）。由此证明，ELIP1基因过表达可有效地促进叶绿素的合成，提高叶绿素的含量，也证明ELIP1可对叶绿素合成进行调控。 在CHLM、HEMA1和GUN4的启动子序列上均存在多个G-like-box位点，利用ChIP实验证明ELIP1绑定CHLM、HEMA1和GUN4的G-like-box位点；在双荧光素酶报告基因活性检测中发现pGreenII 0800-luc-HEMA1、pGreenII 0800-luc-GUN4和pGreenII 0800-luc-CHLM均可以被共转的ELIP1所激活，且激活高达20倍左右，而将G-like-box位点突变后，此激活作用便会消失，由此证明光照条件下光诱导蛋白ELIP1可以通过G-like-box顺势作用元件，对CHLM、HEMA1与GUN4进行调控，以此来促进叶绿素的合成。 4、创见与创新： 本项阐明ELIP1通过G-like-box调控CHLM、HEMA1和GUN4，进而调控大白菜贮藏过程中叶绿素合成的分子机制，详细给出了大白菜采后ELIP1调控叶绿素合成的分子通路，是对ELIP1调控机制的重要补充，具有较高的创新性。 5、社会经济效益，存在的问题： 本项目的实施也对光照贮藏技术在果蔬贮藏领域的应用提供了理论支撑，有利于推动果蔬贮藏技术的发展。但是本项目还需对不同光照贮藏的果蔬风味变化进行深入研究，以期找到光照影响果蔬风味物质的变化规律。 6、历年获奖情况： 无 7、成果简介： 本项目阐明 ELIP1 通过 G-like-box 调控 CHLM、HEMA1 和 GUN4，进而调控大白菜贮藏过程中叶绿素合成的分子机制，详细给出了ELIP1调控叶绿素合成的分子通路，是对ELIP1调控机制的重要补充，具有较高的创新性。本研究的研究涉及生物信息学、分子遗传学、分子生物学和传统食品保藏技术的有机结合，可为阐明叶绿素合成调控的分子机制以及促进大白菜贮藏技术的发展提供新的理论借鉴。

齐齐哈尔大学

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。