水稻成花素分子作用机制研究进展

植物开花时间是植物适应不同自然环境的重要生物学特性.近年来模式双子叶长日植物拟南芥中的研究结果表明拟南芥的开花时间受到光周期途径、春化途径、自主途径和赤霉素途径的调节,成花素FT(FLOWERING LOCUS T)是这些调控途径最重要的整合因子之一.水稻是典型的单子叶模式短日植物,水稻中Hd3a(HEADING DATE 3a)是拟南芥FT的同源基因,它的表达产物即是水稻的成花素,可以从叶片移动到顶端分生组织,促进开花.虽然FT和Hd3a在拟南芥和水稻中的功能和序列高度保守,但通过对水稻中其它开花控制基因的研究表明,水稻Hd3a的上游调控因子和调控机制和拟南芥存在很大差异.本文对目前关于水稻成花素Hd3a及其表达调控的研究进展进行综述,为进一步研究Hd3a基因的作用机制提供参考.     

海岛棉一个成花素类似基因的克隆和生物信息学分析

[目的]海岛棉成花素类似基因的克隆及生物信息学分析.[方法]利用RT - PCR技术,从海岛棉中克隆成花素FLOWERING LOCUST(FT)的同源基因,并进行生物信息学分析.[结果]从新海14号花后15 d纤维中,克隆到一个棉花成花素类似基因FLOWERING LOCUS T- LIKE1,命名为GbFTL1.该基因的开放阅读框为525 bp,编码174个氨基酸.蛋白比对表明bFTL1和AtFT的相似性为79.3;,和陆地棉GhFTL1的相似性为99.4;,GbFTL1第37位氨基酸为Asn(N),而GhFTL1第37位氨基酸为Ser(S).GbFTL1含有FT蛋白亚家族两个关键的氨基酸残基及14个保守氨基酸,系统进化树分析表明GbFTL1属于FT亚家族成员.[结论]GbFTL1基因可能为海岛棉中促进开花的基因之一.     

成花素的移动性及其在育种中的应用

开花是植物从营养生长进入生殖生长的转折点。近年的研究表明,FT就是寻找多年的成花素。FT蛋白在叶片合成,通过韧皮部从芽接部位移动到接穗或根部,其过表达常导致植物提早开花,以上特点在促进木本植物提早开花、缩短童期、加速育种具有重要价值。综述FT蛋白的移动为成花必须,FT蛋白芽接移动性在一年生及多年生植物的差异、FT促进观赏植物提早开花、利用FT加速育种进程等方面的进展,为相关研究提供参考。     

CO/FT调节元件与植物开花时间调节研究进展

综述了CO/FT调节元件与植物开花时间调节的最新研究进展。开花是植物由营养生长向生殖生长转变的关键过程。光周期和温度在植物开花时间控制中起主要作用。在拟南芥和水稻中,CONSTANS（CO）对植物的日照长度测定至关重要,它与其靶基因FLOWERING LOCUS T（FT）构成的调节元件（regulon）在依赖于光周期的开花过程中起重要作用。目前已从多种植物中鉴定出CO和FT基因,并对其在开花时间的调控作用进行了深入研究。     

荻MsFT1及MsFT2基因的克隆及序列分析

FT(Flowering locus T)基因是最初在拟南芥中发现的一个控制光周期途径开花的一个关键基因,禾本科水稻中发现Hd3a(Heading date 3a)基因被证明与FT的同源且功能相同。该研究采用同源序列法通过水稻Hd3a的m RNA序列在近缘物种甜高粱基因组序列中进行BLAST得到c DNA序列进行引物设计,从禾本科芒属荻中克隆出2条FT的同源基因,命名为Ms FT1和Ms FT2。Ms FT1全长543 bp,编码181个氨基酸;Ms FT2全长540 bp,编码180个氨基酸。Ms FT1和Ms FT2的碱基序列相似性达98%,推导的氨基酸序列相似性达97%,均含有PEBP特异结构域。通过clustal软件将Ms FT1和Ms FT2与其他物种FT基因比较显示与甜高粱的相似性最高达98%、96%,其次是玉米、小麦、水稻等禾本科植物相似度较高。将Ms FT1和Ms FT2氨基酸序列和水稻FT家族18个成员进行对比,Ms FT1及Ms FT2属于FT家族中的FT-like亚族,且与Hd3a处于同一进化分支上。     

成花素的发现(Ⅰ)——成花素的生理功能与假说

成花素的发现是近几年植物学方面最重要的发现之一,从成花素概念的提出到最终发现经历了植物生物学家长达70年的奋斗。这期间随着植物生物学的发展先后提出了不同的假说,成花素的本质推测经历为:某种代谢产物→某种激素→一定比例的几种激素→激素/代谢产物混合物→某种成花抑制物→FTmRNA→FT及其同源基因蛋白。科学家们在这个接力研究中通过不断地观察试验逐步明确了成花控制的调控因子,最后通过分子遗传学手段弄清了成花素本质。该文介绍了成花素的生理功能与假说。     

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。     

成花素的发现(Ⅱ)——成花素的本质及成花调控分子机制

成花素的发现是近几年植物学方面一个最重要的发现之一,从成花素概念的提出到最终发现经历了植物生物学家长达70年的奋斗。这期间随着植物生物学的发展先后提出了不同的假说,成花素的本质推测经历为:某种代谢产物→某种激素→一定比例的几种激素→激素/代谢产物混合物→某种成花抑制物→FTmRNA→FT及其同源基因蛋白。科学家们在这个接力研究中通过不断地观察试验逐步明确了成花控制的调控因子,最后通过分子遗传学手段弄清了成花素本质。该文介绍了成花素的本质及成花调控分子机制。     

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。     

光周期诱导马铃薯块茎形成的分子机理研究进展

马铃薯块茎形成机理不仅是植物发育生物学研究的重要内容之一,也是提高马铃薯产量、品质的重要保障。早期研究发现,光周期是诱导马铃薯块茎形成的一个关键环境因子,短日照利于马铃薯块茎形成。近10多年来,光周期调控马铃薯块茎形成机理研究取得了重要进展。已有研究发现,马铃薯块茎形成与拟南芥等植物的开花过程有较多相似之处。大量参与植物开花的重要基因,如光敏色素、CONSTANS (CO)、FLOWERING LOCUS T (FT)、LOV蓝光受体蛋白家族及CDF转录因子等在马铃薯块茎形成过程中都起到重要的调控作用。此外,马铃薯中发现的同源异型框基因POTH1及其相互作用基因StBEL5也在光调控马铃薯块茎形成过程中扮演重要角色。本文主要从马铃薯光信号感知及与光周期信号传递有关的基因调控等领域综述了光周期诱导的马铃薯块茎形成最新研究进展。     

Hd3a protein is a mobile flowering signal in rice

Florigen, the mobile signal that moves from an induced leaf to the shoot apex and causes flowering, has eluded identification since it was first proposed 70 years ago. Understanding the nature of the mobile flowering signal would provide a key insight into the molecular mechanism of floral induction. Recent studies suggest that the Arabidopsis FLOWERING LOCUS T (FT) gene is a candidate for encoding florigen. We show that the protein encoded by Hd3a, a rice ortholog of FT, moves from the leaf to the shoot apical meristem and induces flowering in rice. These results suggest that the Hd3a protein may be the rice florigen.     

The mRNA of the Arabidopsis gene FT moves from leaf to shoot apex and induces flowering

Day length controls flowering time in many plants. The day-length signal is perceived in the leaf, but how this signal is transduced to the shoot apex, where floral initiation occurs, is not known. In Arabidopsis, the day-length response depends on the induction of the FLOWERING LOCUS T (FT) gene. We show here that local induction of FT in a single Arabidopsis leaf is sufficient to trigger flowering. The FT messenger RNA is transported to the shoot apex, where downstream genes are activated. These data suggest that the FT mRNA is an important component of the elusive "florigen" signal that moves from leaf to shoot apex.     

温度对植物开花时间调控的研究进展

开花是高等植物生长繁殖过程中重要的生理现象,是植物由营养生长进入生殖生长的标志。植物开花受多种内源和外源因素的调节,其中温度是影响植物开花的一个重要环境因素。总结了近期温度影响开花(主要包括春化途径和热感应途径)的研究进展,尤其对最近研究发现的FT及其家族基因和相关上游转录因子以及miRNA在植物响应温度变化影响开花过程中的功能进行了综述,有助于进一步了解温度参与植物开花调控的分子机制。     

Distinct roles of CONSTANS target genes in reproductive development of Arabidopsis

In plants, flowering is triggered by endogenous and environmental signals. CONSTANS (CO) promotes flowering of Arabidopsis in response to day length. Four early target genes of CO were identified using a steroid-inducible version of the protein. Two of these genes, SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO 1 (SOC1) and FLOWERING LOCUS T (FT), are required for CO to promote flowering; the others are involved in proline or ethylene biosynthesis. The SOC1 and FT genes are also regulated by a second flowering-time pathway that acts independently of CO. Thus, early target genes of CO define common components of distinct flowering-time pathways.