TFL1调控蔷薇科植物开花时间的分子机制

蔷薇科包含很多具有重要经济价值的园艺植物,它们的开花模式多样,而不同的开花模式又直接影响了开花观赏期和果树产期,在园艺生产上非常重要。以拟南芥为代表的模式植物中,TERMINAL FLOWER1(TFL1)基因调控开花的分子机制已被深入研究,它是调控植物花芽分化的关键基因,可以维持花序的无限生长状态,延迟拟南芥的开花时间。然而,人们对蔷薇科植物开花调控机制的了解还比较有限。在本文,我们回顾了TFL1同源基因在蔷薇科植物开花时间调控分子机制方面的研究进展,并着重阐述了TFL1同源基因在各种蔷薇科植物开花转型以及童期向成熟期转换过程中的表达规律和遗传功能,为今后深入研究TFL1调控蔷薇科植物开花时间以及童期变化的分子机制提供了重要的基础。     

光周期诱导植物成花的分子调控机制

开花是植物从营养生长向生殖生长的转变过程。开花相关基因的表达是实现这一转变的基础,环境因子以及细胞自身的生长状况对这些基因的表达起着调控作用。目前利用模式植物拟南芥、水稻和观赏植物矮牵牛和金鱼草等植物,已了解到光周期信号被植物成熟叶片接受和感知并产生开花信号物质,这种开花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。对国内外光周期途径植物成花分子机制的研究进展进行综述,旨在为进一步深入研究光周期调控观赏植物成花分子机制提供参考。     

龙眼TFL1同源基因在拟南芥和烟草中过量表达的功能研究

为了研究龙眼TFL1同源基因Dl TFL1-1和Dl TFL1-2的功能,构建植物表达载体p CAMBIA2300-DlTFL1-1和p CAMBIA2300-DlTFL1-2,利用根癌农杆菌GV3101介导将DlTFL1-1和Dl TFL1-2分别转化拟南芥和烟草,观察基因过量表达对拟南芥和烟草开花时间和表型的影响。DlTFL1-1和DlTFL1-2蛋白与AtTFL1有高度相似的二级结构,并具有典型的PEBP保守结构域,但是在蛋白质三级结构上明显不同。在长日照和短日照条件下,DlTFL1-1和DlTFL1-2转基因拟南芥都出现了开花延迟的现象,长日照下比野生型对照分别延迟了10.0和6.8 d,短日照下分别延迟了5.3和3.0 d;转基因拟南芥花序分支明显增多。Dl TFL1-1和Dl TFL1-2转基因烟草也出现了开花延迟的现象。q PCR结果显示长日照下Dl TFL1-1和DlTFL1-2转基因拟南芥叶片中AtFT的表达量显著下调,花序中AtLEAFY和AtAP1的表达量显著下调。试验结果表明DlTFL1-1和DlTFL1-2具有抑制花芽分化的功能,可能是龙眼中的开花抑制基因。     

芸薹属蔬菜花期分子调控研究进展

开花是芸薹属蔬菜作物非常重要的农艺性状,有4条途径调控开花：春化途径,光周期途径,赤霉素途径和自主途径。尽管这４条途径分别受不同的基因网络调节,但最终都汇集到相同的开花路径整合子。本文以模式植物拟南芥为借鉴,综述了芸薹属蔬菜花期调控中春化途径和自主途径关键基因FLC、光周期途径中关键基因CO和赤霉素途径的分子机制,及其在开花信号整合子中的核心调节作用,并对芸薹属蔬菜花期调控的深入研究进行了展望。     

番茄SELF-PRUNING基因家族及株形调控功能研究进展

番茄SP（SELF-PRUNING）基因调控植株的有限型生长习性，其与金鱼草CEN（CENRORADIALIS）基因和拟南芥TFL1（TERMINAL FLOWER 1）基因同源，属于调控植物生长习性和开花的同一类基因。目前已报道了番茄SP基因家族8个成员（SP、SP9D、SP2I、SP3D、SP5G、SP6A、SIGI和SPGB），该基因家族能直接或间接调控番茄植株的生长习性，影响其株形。对番茄SP家族基因结构特征、亲缘关系、表达特性以及株形调控功能等研究进展进行综述，以期为调控番茄生长习性，获得紧凑型株系、实现均一化和现代机械化采收提供有效的技术支撑。     

植物花发育调控基因的研究与应用

高等植物从营养生长过渡到生殖生长,是由外界环境条件及自身因子相互作用的结果.植物成花本质上是由花发育调控基因控制的,了解植物花发育调控基因功能后,可以人为地控制植物成花.花发育调控基因有个重要的特点是,其功能在不同植物间是相对保守的,可以广泛应用于转基因的研究中.现综述了植物花发育过程,拟南芥主要的花发育调控基因,系统介绍花发育调控基因在提高经济作物生物产量、植物雄性不育、缩短童期、观赏植物分子育种方面的应用.     

被子植物开花时间和花器官发育的表观遗传调控研究进展

成花转换是被子植物生活周期中的关键发育过程,植物通过调控基因表达模式而整合多条内外开花信号实现成花诱导。近几十年来,学者们为阐释植物成花转换的分子机制做了大量的分子遗传学研究。其中,影响植物生长发育的表观遗传修饰是调控成花转换过程的重要分子机制之一。表观遗传调控是植物在适宜环境条件下实现开花诱导和花器官发育的决定性因素。综述了有关开花时间和花器官发育的表观遗传学研究进展,包括染色质重塑、组蛋白甲基化和miRNAs。     

拟南芥和十字花科蔬菜花序发育调控机制研究进展

十字花科植物花序发育受内源因子和外界环境等多种因素调控,其中开花基因和植物激素起着至关重要的作用,最近发现糖也是该调控网络的核心因子。综述了拟南芥和十字花科蔬菜中开花基因、激素和糖等内源因子调控花序发育的分子机制,并对未来的研究方向进行了展望,为十字花科蔬菜花序发育调控及分子育种提供借鉴。     

龙眼ELF4同源基因的克隆与功能研究

以‘红核子’龙眼（Dimocarpus longan）叶芽为材料,克隆了ELF4同源基因DlELF4-1和DlELF4-2的cDNA全长序列,对序列进行了生物信息学分析,并通过转化拟南芥以及实时荧光定量PCR研究基因功能。蛋白序列比对结果表明,DlELF4-2与AtELF4-L1有较高相似度,而DlELF4-1与AtELF4相似度更高;构建两个基因的植物表达载体转化拟南芥,转基因植株都表现出延迟开花以及不定根生长的现象,表明DlELF4-1和DlELF4-2可能有抑制开花和促进生长素合成功能;DlELF4-1和DlELF4-2在龙眼花芽分化过程的表达模式不同,推测其在龙眼花芽分化过程中有不同的功能。     

拟南芥RNA 加工因子的开花调控机制

开花调控是植物生长发育中很重要的过程。拟南芥分子遗传学分析表明，MADS-box 转录因
子FLC、RNA 结合蛋白（FCA、FPA 和FLK）和mRNA 3′ 端加工因子（FY）都参与了这一过程。开花因
子通过抑制FLC 表达来促使植物开花；RNA 结合蛋白通过转录后调控来调节FLC 的表达以调控拟南芥开
花。此外，microRNAs 也参与这一过程。本文通过综述上述几个相关因子的调控过程，来阐述RNA 加工
因子参与的拟南芥开花调控机理。     

银杏GinNdly基因的植物表达载体构建

未知功能的植物基因一般需要通过转基因植物来研究和验证。银杏(Ginkgo biloba L．)是一种童期很长的古老植物，LEAFY基因是一个花分生组织特征基因，调控着植物开花的时间。用植物双元表达载体质粒pCAMBl-Al301构建了开花基因，LEAFY的银杏同源基因GinNdly的反义与正义植物表达载体。因pCAMBlAl301质粒的多克隆位点处没有启动子和终止子，将pB1121的35S启动子和nos终止子引入该质粒。通过PCR检测和酶切验证，证明质粒构建正确，为研究银杏花分生组织特征基因GinNdly奠定了基础。     

拟南芥和芥菜开花抑制因子AGL18花期调控机制研究进展

十字花科作物开花主要受低温春化途径、光周期途径、自主途径和赤霉素途径的信号因子调节,但这些开花信号因子均汇集到开花整合子路径,最终调控开花时间。MADS家族在该发育途径中起着至关重要的作用,最近发现AGL18是一个与开花整合子关系密切的MADS家族成员。综述了拟南芥和芥菜等十字花科作物AGL18在开花途径中的作用及其开花调控分子机制,并展望AGL18开花转变调控的研究方向,为十字花科蔬菜的成花转变及产品器官发育等分子调控提供借鉴。     

种子萌发调控的分子机理研究进展

休眠与萌发是植物种子对环境变化的适应特征,受许多基因调控和环境因子的影响,至今尚未能清楚地阐明其调控机制.近年来从拟南芥等植物的突变体中鉴定了一些与种子萌发相关的基因,有助于阐明种子萌发的分子机制.现综述光和赤霉素、脱落酸等植物激素对种子萌发调控作用的分子机理以及相关的蛋白质组学的研究进展.     

启动子在园艺植物上的研究进展

启动子是基因的重要组成部分,调控基因表达(转录)的起始时间、空间和强度。近年来,启动子在植物基因工程上的应用越来越广泛。在园艺植物方面,启动子基因工程技术广泛应用于抗逆性、抗病性、果实品质以及观赏品质等方面的研究。该研究就近年来启动子在园艺植物基因工程上的应用研究进行了简要的综述,以期为园艺植物基因工程育种提供技术参考及相应的研究目标。     

植物开花整合子基因FT的研究进展

开花是高等植物从营养生长向生殖生长的转变过程,与之相关基因的表达和调控是实现这一转变的分子基础。FT是植物开花调控途径的重要整合因子和调控开花的关键基因之一。FT基因编码的蛋白质产物是可以长距离运转的成花激素,在花形成过程中起着关键的作用。该文对与高等植物花发育相关的基因,特别是FT基因及其同源基因的功能、进化以及在植物花发育转换过程中的功能等研究现状进行了综述。     

成花基因研究进展

成花过程是植物生长发育过程中的重要转折时期,花发育过程受众多基因的调控。控制植物花发育过程基因有分生组织特性基因、调控花器官形成基因、定域基因及成花计时基因。综述了这些基因的作用、表达部位和相互联系。植物的MADS盒基因家族在控制花发育过程中起重要作用,模式植物MADS盒基因结构、功能及作用机制对研究园艺植物MADS盒基因具有重要的理论指导意义。     

枣树阶段转变相关microRNA家族的鉴定及其表达分析

与其他果树相比,枣树具有童期短、成花快的特征.已有研究表明,多个microRNA(miRNA)家族参与植物阶段转变和开花时间调控等过程.研究枣树阶段转变相关的miRNA家族对果树童期调控具有重要意义.以枣实生后代植株不同发育阶段(节位)的当年生枝(枣吊)为材料,通过Small RNA测序,在童期、过渡期和成年期等3个时...     

开花整合子SOC1 花期调控的分子机制

植物经过长期的发育进化,形成了一套复杂而精细的基因调控网络,以确保植株能在最佳
时间开花。开花时间是由一系列特定的基因在特定的时空环境下表达及相互作用所决定的。植物开花调
控的分子机理是最近研究的热点之一。本文综述了开花整合子SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF
CONSTANS1（SOC1）的功能,以及与其他相关调控信号之间的作用关系：SOC1 作为一个MADS 转录因子,
它能够整合来自四条开花调控途径（光周期途径,自主途径,春化途径,赤霉素途径）的开花信号,促进
开花。它的上游基因CO、FT、SPL 以及赤霉素信号可以上调SOC1 的表达,但SVP、FLC 却下调SOC1
的表达;SOC1 和AGL24 之间能形成正反馈回路,同时SOC1 和AGL24 蛋白还可以相互作用激活下游基
因LFY 的表达,调节下游花器官特征基因,实现花期调控。     

基于银杏花芽3个分化时期转录组测序的相关基因筛选与表达分析

鉴定银杏花芽分化调控的关键基因,揭示银杏花芽分化调控的主要分子机制,为缩短银杏童期和选育银杏早花品种提供理论指导。本研究中采用高通量测序技术对银杏花芽分化3个时期（花芽未分化期、花芽分化始期、花芽分化盛期）的样品进行转录组测序,并分析数字表达谱,筛选开花调控相关基因并进行荧光定量PCR（RT-qPCR）表达验证。转录组测序共产生27.52 Gb原始数据,注释到8大功能数据库（GO、COG、KEGG、KOG、NR、Pfam、Swiss-Prot、eggNOG）上的 unigene 总数为35 179个。通过GO分类和KEGG Pathway 富集性分析,将unigene分别归于55个GO类别和126个代谢途径。差异表达基因分析显示,花芽未分化期较花芽分化始期有2 253个基因上调,2 032个基因下调;花芽分化始期较花芽分化盛期有1 770个基因上调,1 901个基因下调;花芽未分化期较花芽分化盛期有1 865 个基因上调,2 042个基因下调。发掘出大量的开花相关的基因涉及5个开花调控途径（光周期途径、春化途径、赤霉素途径、自主途径和年龄途径）。筛选出gene.Gb_17618（GI序列）、gene.Gb_19790（FT/TFL1序列）、gene.Gb_16301（AG序列）、gene.Gb_28337（花发育MADS-box序列）、gene.Gb_01884（SOC1序列）和gene.Gb_41704（CO序列）等6个银杏花芽分化差异表达关键基因序列,荧光定量PCR检测表达水平与转录组结果一致。     

类胡萝卜素代谢调控与植物颜色变异

类胡萝卜素是植物呈色的重要色素,植物细胞中类胡萝卜素的积累受合成、降解及存储3种机制共同调控,任何一种机制上的基因发生突变,都会影响类胡萝卜素的总体含量,从而使得植物着色发生变异。该研究概述了高等植物类胡萝卜素主要的代谢通路及调控机制,总结了生活中常见园艺作物颜色变异品种的分子机制,为深入研究类胡萝卜素的调控网络打下坚实基础,为开展园艺作物类胡萝卜素代谢工程提供科学依据。