伪应答因子PRRs在不同植物光周期调控开花中的作用

在光周期调控高等植物开花途径中,伪应答基因家族(pseudo response regulator, PRR)位于核心环节中央振荡器内,是重要的调控基因,既要保证输入信号的振荡处理又要调控节律信息向下游基因的传递。根据多种作物开花表现分析,PRRs基因是开花抑制因子,过表达时植物表现晚花。进化树分析伪应答基因家族主要分为PRR1 (TOC1)、PRR3/PRR5、PRR7/PRR9三个分支,在核心振荡器中按照时序依次表达。本研究总结了4种常见作物和2个其他植物中,PRRs基因的作用及与其他重要相关基因间的调控关系当前研究进展。     

植物开花转换的分子生物学研究

高等植物的花发育是其生命过程中最重要的阶段,开花转换决定了植物生殖发育的时期和质量,对于植物发育具有重要的意义。本文综合介绍了高等植物的开花转换过程、成花信号、遗传途径、MADS类基因及开花转换相关基因的研究进展。高等植物的开花转换过程一般包括：营养分生组织转换为花序分生组织、花序分生组织转换为花分生组织2个过程。这2个过程的分生组织属性不同：花序分生组织具有非决定性;植物的种子在萌发后,需要达到一定的营养生长量之后,进入成花敏感状态,才能够接受开花信号的刺激。植物的开花转换被划分为自动途径、环境诱导途径和抑制途径,这些途径在某些植物种中可能部分组成型存在,协调作用而形成一个调控基因网络。MADS—box family是一类转录因子,在高等植物花发育过程中起着很重要的作用。通过突变体诱变、差异显示等方法,模式作物拟南芥已经克隆出了一批开花转换相关基因如,LFY、APl、EMF,FT、TFL、CO等,研究了这些基因的表达时期、表达位置、表达丰度,对于这些基因的作用及基因之间的互作也进行了广泛的研究。不同物种之间开花转换研究的进展差异很大。     

植物开花光周期反应的分子调控机制

植物开花时间受到日照长短季节性变化的调节,拟南芥和水稻中与光周期反应相关基因的分离,使人们得以认识植物开花光周期反应的分子调控机制。植物感知日照长短的变化主要由CONSTANS(CO)基因的表达所控制。CO能够将光信号与生物钟信号整合,调节开花基因FLOWERING LOCUS T(FT)的表达,并最终控制植物的开花时间。本文对这一研究的最新进展进行了综述。     

资讯

科学家破解“开花植物快速占领地球之谜”获新进展 本刊讯来自中国、美国、比利时等国的科学家合作的论文《睡莲基因组和早期开花植物进化》12月19日在国际学术刊物《自然》线上发表。论文宣布获得了蓝星睡莲的高质量基因组并进行了分析,为破解“开花植物如何在2亿年内快速占领地球之谜”迈出了关键一步。     

高等植物CO基因研究进展

开花是植物由营养生长向生殖生长转变的重要时程。光周期和温度在这一过程中起主要作用。在拟南芥和水稻中,CONSTANS(CO)基因位于生物钟的输出途径,是生物钟和开花时间基因之间监测日照长度的重要元件,它可以整合光信号和生物钟信号,节律性地激活FLOWERINGLOCUST(FT)的表达,从而诱导开花。本文作者在追踪国内外对该基因的研究中发现,目前研究者已经从30余个物种中克隆到CO同源基因并对其序列特征、表达模式和功能特性进行了研究。CO基因编码的蛋白均包含两个保守的结构域:靠近氨基端的B-box结构域即锌指结构域和靠近羧基端的CCT结构域。CO基因的表达受昼夜节律钟调控。不同物种中该基因拷贝数不同,CO基因不同拷贝之间的功能存在差异。系统进化分析表明,该基因在双子叶植物和单子叶植物,以及不同科、属的植物中也存在分化。国内外这些关于CO基因家族的研究成果为进一步研究该基因功能和进化关系,并通过转基因调节植物开花期提供了有价值的参考资料。     

Bna.C02SWEET15通过光周期途径正向调控油菜开花时间

开花时间是作物的重要农艺指标,关系着作物的生育周期和产量。糖转运体作为植物重要的碳水化合物运输载体,作用于油菜开花时间的研究鲜有报道。本研究在油菜FOX-Hunting文库中鉴定了一个与油菜开花相关的蔗糖转运蛋白Bna.C02SWEET15,通过组织表达和亚细胞定位分析,转基因和突变体表型观察,开花关键基因表达水平检测等解析其生物学功能与调控机制。Bna.C02SWEET15在油菜各组织部位均能够表达,在花后30d种子中最显著。Bna.C02SWEET15定位于细胞膜,启动子活性主要在花药和花后30d种子中。在拟南芥中过表达Bna.C02SWEET15使植株开花提前,利于植株开花的光周期关键基因CO、FT、LFY表达明显上升,负调控基因FLC表达量降低。拟南芥突变体atsweet15a和RNAi-Bna.C02SWEET15转基因油菜均为晚花表型。推测Bna.C02SWEET15能够通过光周期途径正向调控油菜开花时间影响油菜的生育周期。研究结果对理解糖转运体在作物中的调控作用,为油菜高产育种提供了基因资源,奠定了理论基础。     

AT-hook基因及其在植物开花调控中的研究进展

AT-hook基因是能够编码与双链DNA小沟中富含AT碱基的序列特异性结合的一类基因,其所编码的蛋白含有以甘氨酸-精氨酸-脯氨酸(GRP)三个氨基酸残基为中心的DNA结合蛋白基序。笔者通过对AT-hook基因的特点和功能及其在拟南芥及水稻等高等植物开花中的调控作用综述。AT-hook基因不仅参与植物的生长发育及逆境胁迫与激素信号应答,同时在花器官的形成以及植物开花中也起着重要的调控作用。该基因在花器官组织中的表达量最高,影响成花素基因的表达,且其编码蛋白能够通过改变染色质状态或招募蛋白复合体在表观水平上调控植物开花相关基因的转录,从而影响植物开花。该基因可能为植物开花的表观遗传调控提供了新的途径。     

大豆GmGBP1在GA调控开花过程中的功能分析

从大豆中克隆得到一个编码SKIP蛋白的基因,命名为GmGBP1。通过研究外施赤霉素对GmGBP1过表达拟南芥植株表型及相关基因表达量的影响,探讨了该基因在GA3调控开花过程中的功能。结果表明,过表达GmGBP1植株对赤霉素的敏感性加强,植株开花时间显著提早,开花相关基因的相对表达量明显提高,而与野生型相比,GA3生物合成途径关键酶基因GA3ox和GA20ox的相对表达量下降明显。初步证实GmGBP1为GA开花信号途径中的正向调控因子,负调节植物赤霉素的生物合成。     

大豆GmGBPl在GA调控开花过程中的功能分析

从大豆中克隆得到一个编码SKIP蛋白的基因,命名为GmGBPl。通过研究外施赤霉素对GmGBPl过表达拟南芥植株表型及相关基因表达量的影响,探讨了该基因在GA3调控开花过程中的功能。结果表明,过表达GmGBPl植株对赤霉素的敏感性加强,植株开花时间显著提早,开花相关基因的相对表达量明显提高,而与野生型相比,GA3生物合成途径关键酶基因GA3ox和GA20ox的相对表达量下降明显。初步证实GmGBPl为GA开花信号途径中的正向调控因子,负调节植物赤霉素的生物合成。     

高等植物开花时间的蓝光调控:隐花色素介导的光信号传导

外界光环境的变化为研究植物开花时间的调控机制提供了重要线索。蓝光能够促进成花转变,植物主要通过隐花色素感受外界蓝光信号从而触发光反应。植物体隐花色素的主要功能是通过调控泛素化连接酶Constitutive photomorpho-genesis 1(COP1)和CRY-interacting b HLH1(CIB1)蛋白的活性来实现对光诱导基因的表达调控,从而控制植物的成花转变。本文通过追踪国内外关于隐花色素基因家族的研究进展发现,目前的研究人员已经从10余个物种中分离到了隐花色素的同源基因,并对其结构和功能进行了研究。隐花色素基因主要由N端的PHR结构域和C端的CCT结构域组成,通过调节光周期途径影响植物的开花时间。目前的研究结果表明,隐花色素主要通过3条信号传导途径实现对光周期途径的调控。这些关于隐花色素基因家族的研究成果为进一步研究这些基因的功能和互作关系,并通过转基因技术调节植物开花期提供了有价值的参考资料。     

利用CRISPR/Cas9敲除NbLFY基因延迟本氏烟开花时间

开花是植物从营养生长转向生殖生长的重要标志,过早开花会造成植物早衰,严重影响以营养体为产品器官的经济作物的产量和品质,因此研究植物开花基因并对其进行编辑以延迟开花时间具有重要的理论意义和应用价值。LFY基因可抑制叶原基生长并促进花分生组织及花器官形成,是调控植物开花的关键“分子开关”。为利用LFY基因延迟易早花植物的开花时间,本研究以本氏烟为试验材料,构建了NbLFY基因的CRISPR/Cas9敲除载体,利用农杆菌介导法转化叶盘并对编辑植株的表型进行了观察分析。结果表明,通过抗性筛选和PCR检测共获得了10株T₀代植株,靶位点测序分析发现其中有2株NbLFY基因发生了突变,编辑效率为20%,突变类型均为缺失了一个碱基(T)而造成了移码突变。对T₁代基因编辑植株进行表型性状观察发现,与野生型相比,基因编辑植株株高显著降低,现蕾期延迟20 d,第一花序节位也明显提高,表明NbLFY基因的突变导致本氏烟开花时间延后,生殖生长进程延迟。本研究结果证实了NbLFY基因可促进本氏烟开花,敲除该基因可以推迟开花时间。上述研究结果为其他经济作物利用LFY基因...     

班纳利“快车道”系列多年生花卉（上）

“快车道”系列植物因具有较短的生长周期和当年开花的习性极受全球种植者的喜爱。目前，厦门爱垦园艺公司已将班纳利公司“快车道”系列植物引入国内并开始推广。     

铁皮石斛试管开花研究

植物生长调节剂对铁皮石斛的花期调控试验结果表明,不经低温诱导或者其他方法处理,应用植物生长调节剂能促进铁皮石斛开花。植物生长抑制剂PP 333能够促进花芽的起始和开花,但最高开花率仅为20.0%。本研究采用2种植物生长调节剂(NAA、6-BA)结合植物生长抑制剂(PP 333)来剌激铁皮石斛提前开花,以期为铁皮石斛花期调控提供参考。     

中科院揭示植物激素赤霉素与光周期途径协同调控开花诱导的信号转导机理

正植物激素是植物体内重要的生长调节物质,广泛参与调控植物的生长发育和抗逆境反应。在模式植物拟南芥中,赤霉素激素促进植物的开花诱导过程。目前研究表明,GA可与光周期信号协同调控植物在长日照条件下的开花诱导。然而,GA和光周期信号在植物开花诱导过程中的相互作用机理仍不清楚。中国科学院西双版纳热带植物园植物分子生物学研究组和植物环境适应性研究组联合研究发现,GA诱导成     

西双版纳植物园揭示赤霉素与光周期途径协同调控开花诱导的信号转导机理

正植物激素是植物体内重要的生长调节物质,广泛参与调控植物的生长发育和抗逆境反应。在模式植物拟南芥中,赤霉素(GA)促进植物的开花诱导过程。目前研究表明,GA可与光周期信号协同调控植物在长日照条件下的开花诱导,然而,GA和光周期信号在植物开花诱导过程中的相互作用机理仍不清楚。中国科学院西双版纳热带植物园植物分子生物学研究组和植物环境适     

刘宏涛研究组揭示蓝光信号与油菜素甾醇信号协同调控植物开花的新机制

<正>4月23日,《New Phytologist》杂志在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所刘宏涛研究组题为"BES1 regulated BEE1 controls photoperiodic flowering downstream of blue light signaling pathway in Arabidopsis"的研究论文,论文揭示了CRY2介导的蓝光信号和内源油菜素甾醇(BRs)信号途径和协同调控植物开花时间的机制。     

从异交看水稻的开花散粉习性

作为自交作物的水稻，开花散粉习性对干栽培技术无关紧要，因而很少从裁培的角度去进行研究。而异交栽培技术必须以开花散粉习性为基础，因而甚为制种家所重视。然而，人们的研究多在开花习性方面，涉及散粉的很少。本文从异交栽培角度，论述开花散粉习性，特别是散粉习性。这一研究是认识和排除授粉障碍的基础，促成了一系列新技术的诞生，发展了许世觉的超高产制种技术。创造了亩产492公斤、结实率85％的当前最高纪录，一下子把亩产量世界纪录提高SO公斤，把结料率世界纪录提高20个百分点。1粘着性在显微镜下，将花粉撒在玻片上．立即用…     

坂田新优品种

金鱼草“跳跳糖”系列 种子繁殖的高档垂吊型金鱼草．属日中性植物．能够在秋季应用．来年春天可再次开花。花量丰富,顶端开花不断。在短日照条件下也能持续开花。集束丸粒化种子使得植株在花坛、容器、吊篮的应用中保持完美的株形。花色有黄色,橙色、红色、玫红色、绯红色、白色6种颜色。     

植物开花基因新资源:甘菊中花分生组织决定基因DFL

LFY基因是花分生组织特征基因,不仅决定花分生组织的形成,而且控制着开花时间。在利用基因工程进行植物花期调控方面具有深远的影响。本文作者利用RT-PCR、PCR-RACE技术,从菊科菊属植物甘菊(19endranthe ma lavandulifolium)中分离到了LFY同源基因DFL,基因登录号AY559245。为植物花发育的研究及观赏植物的花期调控提供了新的基因资源。     

萱草属植物的花芽分化与开花特性

萱草属(Hemerocallis)植物花朵明艳，有极高的观赏价值和丰厚的文化内涵。萱草属花期短的特点使得植株整体观赏期大大缩短，成为萱草作为景观花卉面临的主要难题。随着现代分子生物学的不断发展升级，理想的观赏性状能够在短时间内有目的性地获得，使培育花期长及可以连续开花的萱草新品种成为可能，对萱草属的品种改良是积极的探索。本研究旨在全面梳理和总结萱草属植物的开花特点和相关研究成果，为了解萱草属的开花特点、调控机制，更好地开发适应观赏需求的新品种提供依据和参考。