突变的FT蛋白调控植物开花的分子机制研究

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FLOWERING LOCUS T(FT)基因编码的FT蛋白就是植物的“成花素”,在成花诱导过程中起着关键性作用。在可诱导光周期条件下,CO蛋白在叶片中诱导FT基因表达产生FT蛋白,FT蛋白在FTIP1的协助下从伴胞细胞转移到筛管分子细胞,进而通过韧皮部移动到茎顶端分生组织。进入茎顶端分生组织后,FT蛋白首先在细胞质中与14-3-3蛋白结合形成复合体,再转运进入细胞核与FD互作形成FAC复合体,启动下游成花基因的表达,从而诱导植物开花。  本实验在前人已经完成FT蛋白175个氨基酸定点突变,并得到各个点突FT蛋白功能的基础上,对FT蛋白的关键氨基酸的作用机制进行研究,以期进一步深入研究FT调控植物开花的分子机制。  首先,通过绘制水稻与拟南芥14-3-3家族基因的进化树,以及利用酵母双杂技术筛选确定拟南芥中和FT蛋白互作形成FAC复合体的14-3-3基因。然后通过利用smFT与14-3-3、FTIP1蛋白的互作实验,确定了smFT8、smFT9、smFT10、smFT12和smFT13这五个突变的FT蛋白不能诱导植物开花,是因为突变后的FT蛋白不能与14-3-3蛋白相互作用,也就无法形成FAC复合体,不能诱导植物开花。但是其它的smFT蛋白,特别是smFT16诱导植物果荚数增加,增加植物的产量的分子机制还需进一步研究。因此,我们随后利用酵母双杂交筛选拟南芥的酵母库,得到了1603个和smFT16互作的阳性克隆。通过进一步分析、筛选、验证,得到了9个既与FT互作,又与smFT互作的FTBP(FT Binding Protein)蛋白。对其中4个FTBP基因的T-DNA插入和超表达纯合株系的表型观察发现,FTBP6和FTBP10在成花诱导的过程中可能是作为开花抑制子而存在。关于FT蛋白中其它关键氨基酸的作用机制及FTBP的功能研究有待后继者的进一步探索。
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