莲(荷花)是我国传统名花之一,颇具观赏价值。开花这一生物学行为是营养生长转向生殖生长的重要标志,开花时间也是决定莲观赏价值的重要因素。前期不同发育时期莲花芽的比较转录组数据表明,FT基因是关键的差异表达基因,暗示其在莲开花调控中的重要作用。然而,NnFT基因的功能及其调控开花的分子机制尚不清楚。
中国科学院武汉植物园莲种质资源与遗传育种研究团队,通过全基因组鉴定分析发现莲中共存在8个NnFT同源基因。其中,NnFT2和NnFT3是两个主要的优势表达同源基因,在花相关器官和叶片中表达水平较高,且它们的启动子活性在叶片的维管组织中表现出较强的GUS信号。进一步,研究结合酵母双杂交(Y2H)和双分子荧光互补实验(BIFC),证明NnFT2、NnFT3蛋白能够与诱导开花复合体成员NnFD互作。在拟南芥突变体ft-10中异源表达NnFT2和NnFT3基因,拟南芥突变体的开花时间显著提前,证明NnFT2和NnFT3基因调控植物开花的生物学功能。上述研究揭示了莲NnFTs基因调控开花的分子机制,为莲花期的遗传改良提供了理论依据和基因资源。
相关研究成果以FLOWERING LOCUS T genes control floral induction in lotus为题,发表在《植物生理学与生物化学》(Plant Physiology and Biochemistry)上。研究工作得到中国科学院和国家自然科学基金委员会的支持。
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NnFT2和NnFT3基因在拟南芥突变体ft-10中的功能验证
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