融安金柑开花关键基因FT/TFL1同源基因克隆及其功能初步研究

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Flowering Locus T (FT)/Terminal Flower Like 1 (TFL1)基因家族是植物开花调控途径的重要整合因子和调控植物开花的关键所在,在花形成过程中起着关键的作用。目前已从苹果、葡萄、山核桃、柑橘、龙眼、杧果等多种果树中克隆获得了FT/TFL1同源基因,并对部分植物FT/TFL1同源基因的功能进行了研究。金柑的开花习性与其它柑橘类果树不同,其开花的分子机理研究较为鲜见。为初步探明FT/TFL1基因在金柑开花调控中的作用,本论文以融安金柑为试材,进行其同源基因克隆与生物信息学分析、表达特性及转基因等研究。主要研究结果如下:1.获得3个融安金柑FT/TFL1同源基因的CDS序列,命名为FcFT1 (531 bp)、 FcFT2 (516bp)、FcTFL1(519bp)。对其进行生物信息学分析可知:FcFT1编码177个氨基酸,蛋白质原子总数为2791,分析式为C888H1377N255O266S5;理论蛋白质分子量为20.0 kDa,等电点为6.74;FcFT2编码172个氨基酸,蛋白质原子总数为2653,分析式为C845H1328N230O240S10;理论蛋白质分子量为18.87kDa,等电点为7.81;FcTFL1编码173个氨基酸,蛋白质原子总数为2733,分析式为C869H1359N249O250S6;理论蛋白质分子量为19.49 kDa,等电点为8.89;3个蛋白均具有磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP)结构域。2.氨基酸同源性分析表明3个金柑蛋白序列与其它15个物种的FT同源蛋白相似度高,同源性为77.48%;系统进化树分析表明FcFT1与温州蜜柑和枳壳的FT同源基因亲缘关系最近;FcFT2与克里曼丁橘、龙眼的FT同源基因汇聚在一起;FcTFL1也与克里曼丁橘、枳壳等亲缘度最高。3.利用实时荧光定量技术(qRT-PCR)分析FcFT1、FcFT2、FcTFL1在融安金柑不同组织、不同花器官部位的表达量,以及分析盛花期时,在花、茎、叶中的日周期表达情况。(1) FcFT1、FcFT2、FcTFL1在结果树茎、叶组织中的表达量均高于幼树的,FcFT1在成熟叶中的表达量高于成熟茎和花芽,而FcFT2、FcTFL1在成熟叶中的表达量略低于成熟茎。(2)3个基因在金柑花器官不同组织中表达模式存在差异,FcFT1基因平均表达量:花药>花托>花丝>花瓣>子房,FcFT2基因平均表达量:子房>花丝>花药>花托>花瓣,FcTFL1基因平均表达量:花丝>花药>花托>花瓣>子房。(3)在日周期中,FcFT1、FcFT2、FcTFL1白天的表达量高于夜晚。3个基因在花中的表达量均于正午达到峰值。FcFT1、FcFT2基因在茎中的显著表达时间基本相同。FcTFL1基因在茎、叶组织中的最高表达量比FcFT1、FcFT2基因的推迟了两个小时。(4)3个基因在花、茎、叶中的平均表达量为FcTFL1>FcFT2>FcFT1,平均表达水平为茎>花>叶。FcFT1、FcFT2、FcTFL1基因都能在金柑生长发育的多个时期多个组织中表达。4.成功构建融安金柑FcFT1、FcTFL1基因的真核表达载体pBI121和FcFT2基因的真核表达载体Cam35S-gfp,通过转化农杆菌,花序浸染法介导转化拟南芥,收获T0、T1代种子。对T1代转化植株的表型分析发现,FcFT2的转基因植株出现早花特性。
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