EjRAVs调控枇杷花期的功能研究

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开花是高等植物生殖重要的标志,花芽分化是指从营养生长向生殖生长转变的生理过程,包括成花诱导、花原基形成和花器官发育,其中成花诱导是影响植物开花的基础。植物在不适宜的时间开花影响花的质量、数量,研究园艺作物植物开花机理,对调节作物产期和产量具有极其重要的意义。枇杷属(Eriobotrya)植物迄今已经明确的有26个种及其变种或变型。栽培枇杷主要是秋冬开花,与其他蔷薇科果树如苹果、梨、桃、杏等的开花时间不同。而所有枇杷属植物开花的物候期分布是连续、不间断的,说明枇杷花期的多样性,因而枇杷是研究蔷薇科果树花期变化的理想材料。植物开花时间受外部和内部多种因素影响。目前已报道的花期调控途径有光周期途径、自主途径、年龄途径、赤霉素途径、春化途径、热感应途径等。在复杂的网络中,开花整合因子FT、SOC1是调控成花诱导重要的基因。在枇杷中,对调控枇杷FT、SOC1同源基因表达的转录因子的研究还很少。本文以秋冬开花的栽培枇杷‘早钟6号’、冬春开花的野生枇杷‘台湾枇杷恒春变型’为实验材料,对EjFT、EjSOC1上游转录因子EjRAV进行研究,将EjRAV进行克隆及序列分析,检测不同枇杷材料中不同时期、不同组织的RAV表达水平、EjRAVs过表达野生型拟南芥观察调控开花时间的遗传功能、烟草叶片中瞬时表达进行亚细胞定位、通过双荧光素酶实验验证EjRAV1、EjRAV2对下游整合因子EjFT、EjSOC1启动子的调控作用、在酵母中验证与EjFT2启动子的结合元件,从而系统鉴定EjRAV1、EjRAV2调控枇杷花期的分子机理。主要研究结果如下:(1)EjRAV1有1212个核苷酸,编码403个氨基酸;EjRAV2有1221个核苷酸,编码406个氨基酸。(2)定量分析结果表明,在‘早钟6号’和‘台湾枇杷恒春变型’不同时期的顶芽和叶片中,RAV1、RAV2的表达在成花诱导和花原基形成阶段均出现下降趋势。FT2、SOC1-1、SOC1-2的表达在成花诱导和花原基形成阶段,呈现升高的趋势。RAV1、RAV2表达量的低、高峰出现时间早于或相近FT2、SOC1-1、SOC1-2表达量高、低峰出现时间。即在枇杷中,RAV1、RAV2、FT2、SOC1-1、SOC1-2可能参与调控枇杷成花诱导和花原基形成。(3)EjRAVs过表达野生型拟南芥,EjRAV1表现出延迟开花的性状,且莲座叶数目增多。EjRAV2开花时间与野生型无差别。在亚细胞定位实验显示,EjRAV1和EjRAV2定位于烟草叶片表皮细胞的细胞核。在荧光素酶实验发现,EjRAV1和EjRAV2对EjFT2启动子有较强的抑制作用,对EjFT1启动子作用不明显。EjRAV1对EjSOC1-1和EjSOC1-2的启动子有较强的抑制作用。EjRAV2对EjSOC1-2启动子有较强的抑制作用,对EjSOC1-1启动子作用不明显。酵母单杂结果表明,EjRAV1、EjRAV2结合EjFT2启动子上的元件CAACA/CACCTG。
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