Effects of Two Signals on Flowering and FT Gene Expression in Off-season Longan

[Objective] This study aimed to investigate the effects of two signals, H2O2 and NO, on flowering and FT gene expression in off-season longan. [ Method] Nine-year-old off-season longan ＇ Shixia＇ was used as the experimental material and sprayed with signal promoting agent and blocking agent to analyze the dynamic changes of flowering and FT gene expression level. [ Result] The expression level of FT gene in off-season longan increased during the flowering process, and the expression level of FT gene in leaves reached the peak earlier than that in terminal buds. SNP and MV treatments improved FT gene expression in varying degrees. DMTU and L-NNA treatments effectively inhibited FT gene expression in terminal buds, but the inhibitory effects on FT gene expression in leaves were not significant at late stage of flower bud differentiation. [Condusion] According to the flowering performance of longan, H2O2 and NO play an important role in promoting and accelerating longan flowering.

毛竹PheFT12a基因过表达对拟南芥开花及芽发育的影响

FLOWERING LOCUS T(FT)亚家族在植物生长发育过程中发挥着重要作用。为探究毛竹FT基因的表达特性及生物学功能,本研究通过反转录PCR(RT-PCR)从毛竹中克隆到1个FT同源基因PheFT12a,该基因编码区序列长度为522 bp,包含典型的4个外显子和3个内含子,编码173个氨基酸,编码蛋白包含完整的磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP)结构域。系统进化树分析结果显示,PheFT12a与水稻(Oryza sativa)OsFTL12的亲缘关系最近,与OsFTL2(Hd3a)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)FT的亲缘关系相对较远。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果显示,PheFT12a基因在毛竹实生苗叶片中表达最高,茎次之。亚细胞定位结果显示,PheFT12a蛋白定位于细胞核和细胞质,主要富集于细胞核。转化拟南芥ft突变体表型结果显示,PheFT12a能明显回补ft突变体的晚花表型,可提高回补植株的主茎数和侧枝数。本研究为进一步分析PheFT12a的生物学功能提供了参考依据,并为毛竹开花及芽发育的分子机制提供了基础资料。

金银花FT基因的克隆及在不同花器官中的表达分析

在药用植物金银花中克隆了开花整合基因LjFT(Genbank登录号:OP700454),并对其开展了生物信息学分析和不同花器官中的表达分析。结果表明:金银花LjFT基因包含4个外显子和3个内含子,编码框长度为525 bp,编码174个氨基酸残基,其所编码的蛋白质与其他植物FT序列高度保守;基于SWISS-MODEL和Alphafold 2这2种方法进行的蛋白结构预测表明金银花LjFT与拟南芥FT在蛋白质三级结构上高度保守;启动子分析表明LjFT启动子序列中含有大量激素响应元件、光响应元件和胁迫响应元件;系统进化分析表明LjFT与绣球HmFT亲缘关系最近;表达分析表明LjFT主要在花蕾期高量表达,尤其是花萼和花瓣中,开花后表达水平迅速降低。

白菜型油菜开花调控基因BrFT的生物信息学特性和表达分析

FT基因是调控植物开花的重要基因,为探究FT基因在白菜型油菜光周期途径中调控开花的作用,本研究以拟南芥FT蛋白序列为索引从白菜型油菜基因组中检索到3个BrFT基因,利用生物信息学方法对基因序列特征进行分析,通过qRT-PCR技术研究基因的器官特异性表达,筛选基因在不同白菜型油菜中克隆并检测其在4℃,16 h光照/8 h黑暗条件下的表达模式。结果表明,3个BrFT均由4个外显子和3个内含子组成,分布于A02和A07染色体上,其中BrFT 1和BrFT 2存在明显的共线关系,3个BrFT蛋白都包含PEBP保守基序。基因上游2000 bp启动子区域均含有大量的光应答元件,一些参与厌氧诱导、防御和应激反应的调控元件,另外BrFT 1和BrFT 2含有参与植物生长发育、激素诱导的元件。qRT-PCR检测发现,BrFT在白菜型油菜根、茎、叶、花蕾和花中均有表达,在叶中表达量高于其他器官,且BrFT1表达量高于其余两个成员,克隆到陇油6号、陇油17号、天油2号中的BrFT 1基因,序列比对相似性为99.5%。在4℃,16 h光照/8 h黑暗条件下不同白菜型油菜中BrFT 1随处理时间均呈现上调表达,但品种间存在差异,结合对不同白菜型油菜开花的观察,表明BrFT 1基因的过量表达能够促进白菜型油菜提早开花。

光周期途径植物开花决定关键基因FT

随着分子生物学的快速发展,大量与光周期途径开花相关的基因已经被发现和克隆,FT(FLOWER-INGLOCUST)是光周期途径植物开花时间决定关键基因,并认为FT基因表达产物可能就是人们长期追寻的开花刺激物质,这种开花刺激物质经过叶片到茎尖的长距离运输,最终引起茎顶端开花起始。目前已在多种植物中分离出FT同源基因,并通过转基因证明FT基因的表达可促进植物提早开花。本文对国内外关于FT基因家族的研究进展进行综述,旨在为进一步深入研究FT基因功能提供参考。

荔枝FLOWERING LOCUST(FT)同源基因cDNA全长克隆及其表达

应用RT-PCR方法在首次克隆获得荔枝AP1同源基因cDNA全长基础上,又得到2个荔枝FT同源基因cDNA全长,分别命名为LcFT1和LcFT2(基因登录号分别为:JN214350、JN214351)。LcFT1基因开放阅读框522 bp,编码174个氨基酸,推测蛋白质分子质量为19.65 ku,等电点为8.68。LcFT2基因开放阅读框522 bp,编码174个氨基酸,推测蛋白质分子质量为19.56 ku,等电点为7.34。蛋白质二级结构预测表明,LcFT1和LcFT2蛋白都具有4个α螺旋,10个β折叠区。同源分析表明,LcFT1和LcFT2基因在不同植物中的一致性为72%～82%。半定量RT-PCR分析表明,三月红荔枝花芽分化期LcFT1和LcFT2基因只在叶中表达,并且在成熟叶中表达量最多。研究将有助于进一步了解荔枝开花的分子机理及其成花的生物学发育过程。

早花基因(FT)介导的烟草快速回交改良研究

【目的】针对常规回交育种周期较长的问题,以烟草为模式植物,探索快速回交改良作物的有效方法。【方法】以对TMV免疫的烤烟品种Fc8作为抗性供体亲本,以综合性状优良但感TMV的中烟100为受体亲本进行回交改良及种质创新。首先从拟南芥中克隆早花FT,将其连接到植物表达载体P22上,并转入农杆菌中,采用叶盘法转化烟草Fc8,创建含FT的Fc8阳性植株。阳性植株分别与中烟100杂交,根据F1后代群体中早花基因的分离比例,鉴定筛选含单拷贝FT的阳性植株。接下来,从含单拷贝FT的阳性植株的F1群体中选择早花植株,与中烟100回交,根据回交分离群体中FT早花基因与TMV抗性N基因的分离比例,筛选FT与N基因不连锁的阳性植株。选择该阳性植株与中烟100连续回交。在每一回交分离世代中,选择早花且含有TMV抗性标记的植株连续回交,当后代遗传背景大部分与中烟100相近,并保留TMV抗性时选择非早花且含N基因标记的植株,鉴定无FT、Ubi启动子、Nos终止子和Hyg筛选标记等转基因元件后,连续自交纯化,筛选改良的创新种质。【结果】通过转基因技术共获得8株含FT的Fc8阳性植株,经鉴定获得一个含单拷贝FT,且FT和TMV抗性N基因不连锁的Fc8植株。用该植株作为TMV抗性的供体亲本回交改良中烟100,一年多时间已回交加代到BC4F1,比常规回交育种时间缩短450—500 d。早花基因在杂交、回交各世代均能稳定表达,早花植株在苗龄50—60 d现蕾开花,早花植株现蕾开花时,一般有3—4片叶,株高平均约35 cm,同期非早花植株高约27 cm,仍然处于营养生长阶段。非早花植株在苗龄130—140 d现蕾开花,平均株高约120 cm,叶片数18—20片。FT能使植株花期提前70—90 d,缩短世代周期约一半时间;早花加代结合TMV分子标记筛选得到了BC1、BC2、BC3代TMV抗性烟草新种质。【结论】借助FT介导的早花及抗TMV基因分子标记,能有效地缩短烟草TMV抗性回交育种周期、加快回交育种进程,虽利用转基因技术但可获得不含有任何转基因元件的创新种质。

墨兰FT同源基因的时空表达及功能分析

FLOWERING LOCUS T(FT)基因是植物开花调控途径的整合基因,整合来自光周期途径、春化途径和自主途径等不同花发育途径的信号,在植物花发育中发挥着重要作用。从墨兰品种‘企剑黑墨’中克隆了新的FT同源基因,并对其各组织部位的表达特性和生物学功能进行了分析。结果表明,墨兰FT基因c DNA全长序列为618bp,其中开放阅读框为531 bp,编码176个氨基酸。其氨基酸序列与拟南芥、水稻中FT基因的氨基酸序列有较高的同源性。墨兰FT同源基因在‘企剑黑墨’各器官中均有表达,营养生长期FT基因在腋芽中的表达量最高,生殖生长期FT基因在腋芽,花梗,花蕾等器官中的表达量较高,在根和叶中的表达量最低。在拟南芥中超表达墨兰FT同源基因,能显著促进拟南芥开花。

热激启动子控制的FT基因诱导杨树早期开花体系的优化

为实现杨树早期开花,缩短育种周期,利用农杆菌介导的转化方法,探讨影响热激启动子控制的FT1基因转化白杨派杂种无性系的因素,优化其转化条件,并实现FT1基因的转化,采用热激诱导方法诱导2～3个月大的转基因植株早期开花。结果表明:叶盘转化前的预培养、菌液浓度、侵染时间及共培养时间对卡那霉素抗性植株再生率的影响均达到极显著水平;叶盘在愈伤组织诱导培养基上暗培养6天,然后用活化至OD600=0.5的菌液侵染60min,再在愈伤组织诱导培养基上共培养2天,该条件下FT1基因转化白杨派杂种的卡那霉素抗性植株再生率可达29.84%;37℃每天1h持续热激3周可使FT1基因顺利表达,促进转基因植株开花;热激植株大小是影响转基因植株热激诱导开花的限制因素,低于20cm的植株不能诱导开花;热激诱导可产生相对较多的正常花器,但花器变异仍然十分广泛。

诱导烟草早花的PVX-FT系统的建立

FT(Flowering locus T)基因是控制植物开花的关键基因,而PVX(Potato virus X)载体能够使外源基因在植物体内高水平瞬时表达。本文构建了拟南芥FT基因PVX病毒瞬时表达载体,通过农杆菌渗滤感染不同类型烟草品种,使拟南芥FT基因在烟草中瞬时表达。结果表明,该系统能够诱导烤烟品种K326、云烟87和红花大金元,香料烟品种TEVB及白肋烟品种TN90早花,应用于烟草育种,可缩短育种进程。

拟南芥ft-1突变体对非生物胁迫的响应

对植物生存与生长不利的不良环境称逆境。在逆境条件下,植物往往提早开花,快速完成生活史来适应逆境。因此,开花基因与逆境有着密切的关系。本研究以拟南芥(Arabidopsis thaliana)开花基因FLOWERING LOCUST(FT)突变体ft-1和野生型Col-0为材料,对在胁迫下生长的幼苗主根长进行了表型分析。结果显示,在正常条件下生长的ft-1突变体与Col-0根长相似。突变体ft-1和野生型Col-0对NaCl处理显示出极显著差异,且只在高浓度渗透胁迫下表现出显著差异。表明ft-1可能参与植株抗盐过程,与渗透胁迫关系不大。磷盐与钾盐处理与渗透处理结果类似。铵盐下生长的突变体ft-1和野生型Col-0的根长无显著差异,表明ft-1可能不参与铵盐胁迫。硝盐和混合氮盐处理下,两者均产生了极显著或显著差异,表明ft-1可能参与硝盐胁迫过程。

3种FT基因诱导杨树早期开花比较

为了促进杨树早期开花,缩短杨树遗传育种周期,采用农杆菌AGL1介导的转化方法及热激诱导方法,进行了热激启动子HSP控制下的3类FT基因转化2种杨树无性系(353与717)诱导杨树早期开花的比较研究。结果表明:来自拟南芥的FT基因促花效果优于来自杨树的FT1和FT2基因;FT类基因与受体基因型/性别之间互作明显,开花较好的3个受体—基因组合分别是353/PHSP::FT、717/PHSP::FT和353/PHSP::FT1;转基因株系开花个体花序数目变异较大,且与株系开花率无相关性;同组成型启动子控制的促花基因转化研究相比,热激启动子控制下的FT类基因诱导的早期花器正常花序数目相对较多,但花器变异依然广泛,主要花器类型有正常花序、回复营养生长的花序、单性单朵花与两性花等。

HSP∷FT转基因杨树热激开花的影响因素

以转HSP∷FT1基因的白杨派杂种无性系(欧洲山杨×美洲山杨)为试材,系统研究影响FT基因热激表达诱导杨树早期开花的各种因素,为HSP∷FT基因在木本植物中有效诱导正常开花提供基础数据。结果表明:不同转基因株系、同一株系的不同单株、转基因材料的株高及年龄(热激前温室生长时间)、热激温度及热激时间、环境温度等因素均影响转基因植株的热激开花。同一基因型的不同转基因株系以及同一株系不同单株热激诱导开花存在显著差异。开花率随热激材料株高的增加呈上升趋势,株高小于30 cm的转基因植株不能诱导开花。转基因植株在温室培养的时间越长,热激后开花越早,开花率越高。热激温度影响热激材料的初始开花时间、开花率及正常花序得率,最佳热激温度为40℃。转基因植株的热激诱导开花,在早期主要受每天热激时间的影响,在后期主要受持续热激天数的影响,持续热激3周以上可有效提高开花率及正常花序得率。热激前转基因材料在较低的环境温度下生长,有利于热激诱导开花及获得正常花序。

CaMV35S启动子驱动的FT基因调控杨树早期开花的初步研究

为了研究CaMV35S启动子驱动的FT基因对转基因杨树Populus早期开花的影响,利用Gateway技术构建了35S∷FT基因表达载体,并对杨树进行了遗传转化,从转基因杨树花的发育、花器官变异等方面初步探讨了35S∷FT促进杨树早期开花性能.结果表明：35S∷FT转基因杨树分生组织属性的改变及初始花结构的形成发生于试管培养阶段;花开始发育后如不及时把开花植株继代培养或转至土壤温室培养,初始花结构会凋谢枯萎,不能继续发育.转基因植株花器官的分化与发育发生于温室培养阶段的3～5周内,能够分化出典型的花器官,但发育不完全,具雌雄蕊、花盘结构,无成熟苞片结构,雄蕊不能成熟发育.35S∷FT诱导的花均为单朵花,而非野生型的柔荑花序;多数花属于单性花,但转基因雄性无性系中会出现两性花.转基因植株的开花率随着试管苗继代次数的增加而急剧下降,但两性花比例会上升.

柑橘FT同源基因的研究进展

开花是高等植物从营养生长向生殖生长转变的过程,该过程受到众多基因的调控,涉及6个开花信号途径。其中,FLOWERING LOCUS T(FT)基因是一个非常关键的成花整合因子,该基因也被证实在柑橘中具有促进开花的功能。本文结合近年来国内外有关柑橘FT同源基因的研究,从4个方面进行了综述:柑橘不同属间FT同源基因克隆鉴定情况;柑橘FT同源基因在不同组织及季节的表达分析差异;柑橘FT同源基因在促进开花功能上的研究现状;影响FT基因表达的环境条件。并对今后有待解决的问题及研究方向进行展望。

FT/TFL类基因在山葡萄雌雄花中的表达分析

为了研究FT/TFL类基因山葡萄雌花和雄花中的表达模式,以山葡萄3个雄花品系和3个雌花品系为材料,根据Gen Bank上已经发表的3个葡萄FT/TFL类基因设计引物,利用实时荧光定量PCR技术研究Vv FT、Vv TFL1A和Vv TFL1B这3个基因在山葡萄雌花和雄花中的表达。3个基因在山葡萄雌花和雄花中都有表达。Vv FT基因在雌花中的表达量显著高于雄花。而Vv TFL1A和Vv TFL1B这2个基因在雄花中的表达量略高于雌花。Vv FT基因的表达高峰出现在花序刚开始展露期(5月14日);而Vv TFL1A和Vv TFL1B表达高峰出现在芽体膨大期(4月30日)。结果表明,这两类基因在山葡萄花发育过程中作用时间不同。FT类基因可能参与花的前期调控,而TFL类基因在花器官发育中起作用。

拟南芥开花基因FT对根毛生长的影响研究

为进一步研究成花素(FLOWERING LOCUS T,FT)基因对植物营养生长的影响,通过结合qRT-PCR和生理学实验的方式对FT过表达及突变体植株进行比对分析.研究发现,FT过表达植株与野生型相比,其根毛短且稀疏,且具有分叉型、膨大型、波浪型等极性生长缺陷表型;相反,突变体ft-10的根毛相对长且密集,略优于野生型,无极性生长缺陷表型.通过实时定量PCR分析与根毛起始伸长过程相关基因KOAJK、SCN1、RHD2、LRL3、RSL4、RHD6的表达量,FT过表达植株显著低于野生型,而突变体ft-10略高于野生型.结果表明,FT基因在根毛起始伸长过程中起负调控作用,影响根毛的极性生长及数量分布.本研究增加了对FT基因在营养生长过程中功能的认识,同时也为深入研究根系发育的分子机理奠定了基础.

两个大白菜FT基因的生物信息学解析

本文利用比较基因组学的方法从大白菜的基因组中解析出两个成花素基因BrFT1和BrFT2,并对这两个基因的结构、顺式调控元件以及遗传进化进行了分析。结果表明,BrFT1和BrFT2都含有4个外显子,编码区大小均为528 bp,二者预测编码蛋白的序列一致性为90.29%,说明这两个基因序列存在某种程度的分化。进化分析表明这两个基因应为拟南芥FT和TSF基因的直系同源基因。另外,这两个基因都含有响应激素和逆境信号的顺式调控元件,而且不尽相同,说明这两个基因的表达调控有所不同,可能在功能上存在一定分化。本研究为进一步揭示大白菜FT基因在开花和逆境响应中的功能奠定了基础。

龙竹和麻竹FT同源序列的扩增与序列分析

根据拟南芥Flowering Locus T(FT)基因和水稻Heading date 3a(Hd3a)基因的序列设计引物,通过PCR扩增的方法分别从麻竹和龙竹基因组DNA中各得到长为334bp的DNA片段.经BLAST检索、基因结构分析和编码蛋白功能域预测等分析,初步确定所得DNA片段可能是麻竹和龙竹中的FT同源基因的部分序列.

乙烯利诱导菠萝成花过程中FT基因的克隆与表达分析

【目的】克隆菠萝AcFT基因并研究其表达模式,为深入研究该基因在乙烯利诱导菠萝成花中的功能奠定基础。【方法】从菠萝基因组数据库中获得AcFT基因全长序列,设计全长引物,克隆两个AcFT基因,分别命名为AcFT1和AcFT2,对基因序列进行生物信息学分析;通过qRT-PCR探究乙烯利处理后菠萝AcFT基因在不同组织、时间下的表达模式。【结果】AcFT1和AcFT2分别编码178和177个氨基酸,两者均含有PBP结构域,具有PEBP家族典型结构特征。实时荧光定量PCR分析结果显示,AcFT1和AcFT2都具有组织表达特异性,在茎和叶中相对表达量较高;乙烯利处理后,AcFT1和AcFT2在茎和叶中的表达具有相反的趋势,其中AcFT2明显受到乙烯利上调,呈现先上升后下降趋势,AcFT1则显示为先下降后上升。乙烯利处理后1 d,茎尖组织AcFT2的表达水平显著上升,相对表达量约为对照的178倍,而AcFT1则明显下调;乙烯利处理后31 d,AcFT2在茎尖中的表达水平达到最大值,约为对照的408倍,但AcFT1却处于极低水平。【结论】克隆得到2个AcFT基因,AcFT2基因在乙烯利处理后1 d及随后的花芽分化时期高度表达,表明AcFT2在响应外源乙烯利信号诱导菠萝成花过程中发挥重要作用。