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高羊茅FaFT基因表达、蛋白互作及生物学功能分析

2021-05-14罗维牟琼舒健虹吴佳海王小利

生物技术通报 2021年4期

罗维 牟琼 舒健虹 吴佳海,3 王小利

(1. 贵州大学动物科学学院 高原山地动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室,贵阳 550025;2. 贵州省农业科学院草业研究所,贵阳 550006;3. 贵州省农业科学院果树科学研究所,贵阳 550006)

开花是植物从营养到生殖阶段的关键时刻,是一个复杂的发育调控过程,并受内外因素的影响。植物需要适当的外界环境条件,如适宜的光周期和温度,在一定时间内刺激开花[1]。温度、光照等条件适宜时,植物叶片产生的成花物质或信号传递到茎尖的生长点,在顶端分生组织内(shoot apical meristem,SAM)启动开花基因的表达,促使植物进入成花决定态[2]。

基于对模式植物拟南芥的研究表明,在植物的成花转变中有多种途径,包括赤霉素途径、自发途径、春化途径及光周期途径[3]。不同途径能感受不同的外界信号刺激,共同调控植物开花过程。FLOWERING LOCUS T(FT)是重要的开花促进因子,研究证明 FT基因编码的蛋白质产物是长距离转运的成花素,属于磷脂酰乙醇胺结合蛋白基因(phosphatidylethanolamine binding protein,PEBP)家族,该家族成员在植物中是高度保守的调控因子,在被子植物和裸子植物中发现PEBP家族进化出开花抑制子和活化子。在适宜的光照下,FT基因受光周期诱导在叶片中表达,其表达产物经维管束转移到茎顶端分生组织调控下游基因表达促进开花。FT蛋白到达SAM后,与bZIP转录因子FLOWERING LOCUS D(FD)相互作用,FT /FD复合系统激活了许多MADS盒基因,包括APETALA1(AP1),FRUITFULL(FUL) 和 SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS 1(SOC1)过度表达CONSTANS(CO)刺激花器官的启动[4]。FT基因位于开花促进基因CO基因的下游,在光周期途径中,CO基因受到光周期节律GIGANTEA(GI)基因的诱导,CO基因表现出节律变化,从而激活 FT基因的转录和表达[5]。……

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