植物花发育调控基因的研究与应用.pdf
... ... 北方园艺2o13(o8)：189～193 ·专题综述· 植物花发育调控基因的研究与应用 莫 正 海，张 计育，宣 继 萍，贾 晓东，郭 忠仁 (江苏省中国科学院植物研究所，江苏 南京210014) 摘 要：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。 关键词：植物；花发育调控基因；应用；研究进展 中图分类号：S 68 文献标识码：A 文章编号：1001--0009(2013)08--0189--05 植物开花过程中，涉及到一系列花发育调控基因。 1．2 拟南芥花发育的主要调控基因 20世纪90年代初，随着植物分子生物学研究方法的逐 拟南芥花发育有关的调控基因有很多，按作用方式 步发展和模式植物的确立，花发育调控基因研究开始不 可分为4种。 断深入，研究对象主要是模式植物拟南芥(Arabidopsis 1．2．1 成花诱导调控基因 主要包含于4种诱导途径 thaliana)和金鱼草(Antirrhinummajus)。已有研究发现 作用的基因。光周期诱导途径调控基因：光周期途径是 大多数花发育调控基因功能具有保守性，在了解模式植 植物依赖一定的日长或夜长而影响植株开花，植物感受 物花发育调控基因的结构与功能后，就易于深人研究其 光周期的部位是叶片，诱导产生的成花素传递到茎端， 它植物相应的花发育调控基因功能。由于花发育调控 进而诱导植物开花。拟南芥是兼性长日照植物，在长日 基因功能的保守性，在亲缘关系较远的物种间，花发育 照下，光受体感受光信号后，将光信号传递至生物钟，生 调控基因亦可以表达并表现相应的性状，因此可以通过 物钟检测到日长的变化后，引起生物钟组成部分基因的 基因工程技术手段改良植物品种。 转录表达。生物钟相关的基因有GIGANTEA(G工)、 1 花发育调控基因的研究 LATE EI NGATED HYPoCOTYL(LHY 、CIRCA— DIAN CLOCK ASSOCIATED 1 (CCA1)、EARLY 1．1 花发育过程 FLOWERING3 (ELF3)、PSEUDORESP0NSE 花发育分为成花诱导、花的发端及花器官发育3个 REG【】I A (PRR)等口]。春化途径调控基因：春化途 阶段。成花诱导阶段是指在环境及自身因子的作用下， 径开花即经过一段时间的低温处理能促进植物开花。 植株开始从营养生长向生殖生长转变，形成花序分生组 植物未经低温处理时，FRIGjDA( D基因能够促使一 织。植物成花主要由4种途径诱导，即光周期途径，自 种开花抑制基因FL0WERING L∞US C(FLC)高水 主途径，春化途径，赤霉素途径；花的发端阶段，即花序
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