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科学网—New Phytologist：季节性转变过程中FT1表达量逐步增强作用于大麦开花

花匠小妙招
2024-12-19 00:21

Stepwise increases in FT1 expression regulate seasonal progression of flowering in wheat (Triticum aestivum)

第一作者：Adam Gauley

第一单位：英国约翰·英尼斯中心

通讯作者：Scott A. Boden

Abstract

背景+问题：Flowering is regulated by genes that respond to changing daylengths and temperature, which have been well studied using controlled conditions; however, the molecular processes underpinning flowering in nature remain poorly understood.

主要研究：Here, we investigate the genetic pathways that coordinate flowering and inflorescence development of wheat (Triticum aestivum) as daylengths extend naturally in the field, using lines that contain variant alleles for the key photoperiod gene, Photoperiod‐1 (Ppd‐1).

结果1-自然环境下FT1基因表达的逐步增强与开花：We found flowering involves a stepwise increase in the expression of FLOWERING LOCUS T1 (FT1), which initiates under day‐neutral conditions of early spring.

结果2-光周期不敏感突变体：The incremental rise in FT1 expression is overridden in plants that contain a photoperiod‐insensitive allele of Ppd‐1, which hastens the completion of spikelet development and accelerates flowering time. The accelerated inflorescence development of photoperiod‐insensitive lines is promoted by advanced seasonal expression of floral meristem identity genes.

结果3-FT2基因：The completion of spikelet formation is promoted by FLOWERING LOCUS T2, which regulates spikelet number and is activated by Ppd‐1.

结果4-FT1基因：In wheat, flowering under natural photoperiods is regulated by stepwise increases in the expression of FT1, which responds dynamically to extending daylengths to promote early inflorescence development.

结论：This research provides a strong foundation to improve yield potential by fine‐tuning the photoperiod‐dependent control of inflorescence development.

摘要

开花受到基因的调控，而这些基因会响应日长和温度的变化，相关的研究在控制条件的基础上已经取得了很大的进展；但是，我们对于自然条件下开花背后潜在的分子进程还理解的比较少。本文中，作者基于含有光周期关键基因Ppd‐1等位基因变异的株系，在自然日长逐渐增加的条件下，研究了大麦中协调开花和花序发育的遗传通路。作者发现开花涉及到FT1基因表达量的逐步增加，该进程在早春日中性条件下开始启动。在含有光周期不敏感等位基因Ppd‐1的株系中，FT1基因表达量的增加会被覆盖，从而加快了大麦小穗发育的进程，并提早了开花时间。光周期不敏感株系中花序发育的加速是由花分生组织身份基因的提前季节性表达所促进的。大麦小穗形成的完成是由TF2基因所促进的，该基因调控小穗的数目，并且会被Ppd‐1基因激活。在大麦中，自然光周期下的开花是由FT1基因表达量的逐步增加所调控的，FT1基因能够动态响应日长的增加，从而促进早期的花序发育。本文的研究为通过精细调控光周期依赖型的花序发育提高作物产量提供了基础。

通讯作者

**Scott A. Boden**

个人简介：

2001-2003年，澳大利亚阿德莱德大学，学士；

2005-2008年，澳大利亚阿德莱德大学，博士；

2008-2011年，英国约翰·英尼斯中心，博后。

研究方向：控制小麦、大麦以及燕麦花序结构和开花时间的基因和分子进程。

doi: 10.1111/nph.16910

Journal: New Phytologist

Published date: Oct 31, 2020

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