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棉花是我国的优势产业,多年来其供给量稳居世界第一。随着人口增多和耕地面积减少,种植成本不断攀升,粮棉争地的矛盾也越来越突出。培育优质高产的短季棉品种对于优化我国的农业产业体系、保证粮食安全至关重要。有研究表明开花的早晚与全生育期表现出显著的正相关关系,因此研究陆地棉开花相关基因并阐释其调控机理对于种质资源创新有着重大意义。开花促进因子flowering promoting factor 1最早从白芥的顶芽中克隆出来,在拟南芥中的同源基因AtFPF1的过表达株系无论是在长日照还是在短日照的条件下都能通过赤霉素(GA)途径促进拟南芥开花。一系列研究表明FPF1在黄花蒿、大麦、小麦、菊花、甘蓝和油菜中与花发育密切相关。水稻中的同源基因Oryza sativa Root Architecture Associated 1(OsRAA1)不影响水稻抽穗而是通过生长素(IAA)途径调控其根系发育。本研究从陆地棉中克隆得到AtFPF1同源基因GhFLP5,对其表达模式和功能进行分析,结果如下:1、根据NCBI上的发布GhFLP5序列设计引物,从陆地棉中棉所50(CCRI50)中克隆得到一条长300 bp的片段。分析其蛋白序列并与其它物种中的开花促进因子家族蛋白进行多重序列比对,结果表明从氨基末端到羧基末端共有3段比较保守的序列,但GhFLP5不含有已知功能的保守结构域。构建系统进化树,GhFLP5与大豆、苜蓿和杨树的开花促进因子同源性较高。2、空间表达模式分析表明,GhFLP5在叶片中优势表达,且在早熟品种CCRI50中的表达量显著高于晚熟品种Lu28;时间表达模式分析表明,在CCRI50中其表达量高峰出现在三叶期,而Lu28中四叶期表达量最高。在熟性不同的品种中,GhFLP5的表达在时间上存在差异而在空间上一致。3、对启动子区段进行顺式作用元件分析。在起始密码子上游1500 bp内有两大类顺式作用元件,一类是光响应元件及生物钟元件,一类是与胁迫应答相关的元件。4、根据启动子的分析选取水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)对二叶期的幼苗进行叶面喷施,在处理的0 h、2 h、4 h、8 h、12 h和24 h取样,分析GhFLP5的表达量变化。GhFLP5能响应外源SA和ABA而上调,也会被外施JA抑制。5、异源表达GhFLP5的拟南芥株系抽薹时间提前约9 d,开花时间提前约7 d,莲座叶数目减少,差异达到极显著水平。荧光定量的结果表明转基因拟南芥中促进开花的基因LEAFY(At LFY)、SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS(AtSOC1)、FLOWERING LOCUS T(AtFT)、APETALA1(AtAP1)和FRUITFULL(AtFUL)表达量显著升高,抑制开花的基因FLOWERING LOCUS C(AtFLC)表达量显著降低。在转基因拟南芥中生长素应答基因SMALL AUXIN UPREGULATED 20(AtSAUR20)和SMALL AUXIN UPREGULATED 22(AtSAUR22)显著上调,具有生物活性的赤霉素(GA)合成的相关基因GIBBERELLIN 20-OXIDASE 1(At GA20OX1)的表达量也上升超过两倍。推测GhFLP5可能通过IAA和GA途径调节植物开花转变。