论文部分内容阅读
磷脂酰乙醇胺结合蛋白基因家族(Phosphatidylethanolamine-binding Protein,PEBP)编码一类对植物开花时间起重要调控作用的蛋白,其主要成员之一FT(FLOWERING LOCUS T)蛋白或(和)mRNA是成花素的重要组分。对大豆PEBP基因家族进行研究,明确其在大豆开花调控网络中的地位和作用,阐明其基因功能,将有助于揭示大豆开花调控的分子机制。本研究中克隆到了大豆PEBP基因家族的19个基因,对其进行了生物信息学分析,用实时荧光定量PCR(QuantitativeReal-time RT-PCR)分析了其在不同组织器官和发育时期的时空表达模式,并将部分基因在拟南芥中过表达研究其功能。由于qRT-PCR结果的准确性在很大程度上取决于合适内参基因的选择,所以,为了更好地研究大豆开花基因的表达模式,本研究还评价了14个大豆候选内参基因在116个不同发育时期、组织器官、光周期和品种样品间的表达稳定性。主要研究结果如下:1.ACT11,UKN1和UKN2在不同组织器官样品中的稳定性最好,SKIP16,UKN1和MTP在不同发育时期样品中的表达最为稳定。在长日和短日光周期样品中,ACT11,TUA5和TIP41稳定性最好。TIP41,UKN1和UKN2在蓝光和红光光周期样品中的稳定性最好,不同品种间ACT11,UKN2和TUB4稳定性最好。整体而言,SKIP16,UKN1和UKN2的表达稳定性最好。2.确定了大豆不同类别样品基因表达分析准确定量所需的最适内参基因数目。对组织器官和光周期(长日/短日)样品来讲,分别需要用3个内参基因对结果进行标准化,而蓝光/红光和不同品种样品仅需要2个内参基因就能保证定量结果的准确性。发育时期样品需要4个内参基因同时使用以保证结果的准确性。3.从大豆中克隆到19个PEBP基因,包括9个FT同源基因,4个TFL1同源基因,4个CEN同源基因和1个MFT同源基因。这些基因位于10条不同染色体上,FT类基因具有成对排列于同一条染色体的短的区段的倾向,TFL1和CEN的4个不同拷贝均位于不同的染色体上。7对基因之间同源性高于90%,而且多位于不同染色体上,可能与大豆古四倍体的特性有关。4.除CEN4外,大豆PEBP基因均具有4个外显子和3个内含子的保守基因结构。第二个和第三个外显子的长度最为保守,在所有基因间多为62bp和41bp。多数大豆的FT/TFL1基因具备该类基因的典型特征,9个配基结合位点非常保守。5.在洋葱表皮、拟南芥原生质体和大豆幼叶中瞬时表达表明大豆9个FT均定位于细胞质和细胞核中。6.长日条件下,不同纬度来源的大豆品种FTL1/2和FTL3 mRNA表达量与开花时间成正相关,短日条件下的FT的表达量没有显著差别,相对应的开花时间也没有差异。大豆FT类(FTL和TSF)和TFL1类(TFL1和CEN)基因在不同发育时期的表达模式基本相反,大多数FT同源基因在开花期表达量较高,而TFL1同源基因在营养生长的早期表达水平较高;多数大豆FT基因在营养生长阶段的表达呈逐渐升高的趋势,并在开花期达到峰值,表明其可能在大豆的开花调控中起重要的作用。GmFTL1,GmFTL2和GmFTL3过表达拟南芥均导致极端早花表型。PEBP家族基因在不同物种间具有高度的保守性。7.多数FT mRNA在开花期叶柄中高水平表达,比在叶片中表达量高30～50倍,这种表达的组织特异性是在其他植物中尚未见报道,初步推测叶柄在大豆开花调控中具有重要功能。