小麥bZIP基因TaGBF參與植物開花調(diào)控機(jī)制研究.pdf

1、光是植物從種子萌發(fā)到成熟開花的生長發(fā)育過程中一個(gè)非常重要的環(huán)境因素。植物體內(nèi)有不同的光受體來感知自然界中不同波段的光，藍(lán)光特異性的受體是隱花色素。已有的研究表明，隱花色素參與到調(diào)控植物開花過程中，主要參與到光周期途徑中。
　　在對山融3號進(jìn)行耐鹽機(jī)制芯片分析后，發(fā)現(xiàn)了可以應(yīng)答鹽脅迫響應(yīng)的基因TaGBF。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有研究表明:TaGBF是藍(lán)光信號通路基因，參與光形態(tài)建成，是隱花色素的上位基因。進(jìn)一步研究中發(fā)現(xiàn)，TaGBF擬南芥過表達(dá)系

2、成苗表現(xiàn)出晚花的表型，我們推測在小麥中該基因的表達(dá)可能對小麥花器官形成有抑制作用，可能是藍(lán)光受體通路和光周期途徑交叉互作的關(guān)鍵點(diǎn)，參與調(diào)控復(fù)雜的植物開花通路。本研究主要獲得以下結(jié)果:
　　1.TaGBF基因?qū)O基因的調(diào)控
　　在過表達(dá)TaGBF擬南芥以及過表達(dá)TaGBF轉(zhuǎn)基因小麥中CO基因的表達(dá)受到抑制。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)錄水平上，TaGBF擬南芥過表達(dá)系中，CO基因的相關(guān)調(diào)控因子，如CDF1、CDF2、FKF1、FBH

3、1、FBH2、FBH3、FBH4、ELF3和COP1的表達(dá)模式未發(fā)生顯著性變化。TaGBF擬南芥過表達(dá)系與co-2突變體的雜交結(jié)果顯著，推測TaGBF是CO基因的上位基因。
　　2.TaGBF基因?qū)T基因的調(diào)控
　　在TaGBF過表達(dá)擬南芥以及TaGBF過表達(dá)轉(zhuǎn)基因小麥中，F(xiàn)T基因的表達(dá)受到抑制。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，TaGBF基因在長日照下除了會影響CO基因的表達(dá)量還可以影響FT基因的表達(dá)量，如在不同的co-2/TaGBFox

4、雜交株系中，TaGBF基因的表達(dá)量越高，對應(yīng)的開花時(shí)間越晚，F(xiàn)T基因的表達(dá)量越低。通過和CIB過表達(dá)擬南芥雜交，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)TaGBF基因可以消除CIB基因?qū)T基因表達(dá)的促進(jìn)作用，說明TaGBF過表達(dá)擬南芥可能通過抑制FT基因的表達(dá)延遲開花時(shí)間。
　　3.TaGBF基因與GA途徑的關(guān)系
　　過表達(dá)TaGBF擬南芥在短日照下表現(xiàn)出嚴(yán)重晚花的表型。進(jìn)一步研究顯示， TaGBF過表達(dá)擬南芥對赤霉素不敏感。通過對野生型和TaGBF過

5、表達(dá)擬南芥噴灑赤霉素，發(fā)現(xiàn)TaGBF過表達(dá)擬南芥未表現(xiàn)出像野生型一樣的提早開花的現(xiàn)象。對TaGBF過表達(dá)擬南芥中赤霉素合成和降解相關(guān)基因的分析顯示，赤霉素合成基因的表達(dá)受到了抑制而降解基因卻得到了促進(jìn)。
　　4.過表達(dá)TaGBF基因?qū)M南芥葉片發(fā)育的影響
　　短日照下， TaGBF過表達(dá)擬南芥植株的葉片面積較野生型擬南芥顯著增加。進(jìn)一步研究顯示， TaGBF過表達(dá)擬南芥中，控制葉片細(xì)胞數(shù)目的基因如GRFs和TCPs的表達(dá)顯著