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花发育的分子遗传学研究是90年代以来植物发育分子生物学的一个研究热点。近年来,随着对双子叶植物花发育机制研究的深入,双子叶植物花的诱导、形成以及花器官分化的分子遗传学机制已创立。但是,对单子叶植物花发育过程的分子机制研究还不深入,因此对单子叶植物水稻花器官发育的研究,对植物发育生物学与分子生物学的发展有着重要的意义。
TFL2是一成花基因。在双子叶模式植物拟南芥中,TFL2主要表达在维管束及植株分生组织,延迟开花时间,突变体tfl2主要表现为早花和顶端花。TFL2基因表达产物是HP1(heterochromatin protein1)的同系物-LHP1。若能清楚了解TFL2基因在其他植物的表达情况,将具有重要的现实意义。
本研究以水稻作材料,利用PCR扩增技术从水稻栽培品种农垦58N中克隆到TFL2基因目的片段,构建TFL2基因超量表达及RNA干扰载体,并利用基因转导技术,获得转基因植株,以期通过对转基因水稻的细胞学和表型分析来研究TFL2基因的表达调控和功能。
首先,我们将扩增到的35S Promoter、Noster、TFL2 RNA interference(TFL2RNAi)目的片段、TFL2超量表达(TFL2 overexpression)目的片段克隆到相应的中间载体176#和pUC18中间载体中,命名为176#-TFL2 RNAi以及pUC18-TFL2overexpression,以便于DNA测序和双酶切。进而将双酶切的目的片段分别转入植物表达载体pCAMBIA1301中,构建成相应的植物表达载体pCAMBIA1301-TFL2 RNAi和pCAMBIA1301-TFL2 overexpression。采用预培养2天的粳稻品种农垦58N的成熟胚愈伤组织作为转化受体材料,将构建好的重组质粒与含有潮霉素基因的5#质粒混合,基因枪轰击后,26℃暗培养48小时,转入筛选培养基进行筛选。经过3代(2周/代)时间筛选,获得抗性愈伤组织,将生长旺盛的愈伤转入分化培养基培养,数周后获得再生转基因植株。
目前,已获得PCR检测过的9株阳性转基因苗,其中TFL2 RNAi有4株,剩余5株为TFL2 overexpression阳性转基因苗。由于转基因植株还处于苗期,目前只是用PCR扩增方法检测了转基因植株的阳性率,其表型变化不大,现在还无法观察到生殖发育时期,特别是枝梗分化到开花这段时期的表型性状,因此还必须等待和观察转基因水稻后期的生长,才能进一步验证该基因的功能。