我所揭示大豆光周期特異遺傳網(wǎng)絡(luò)調(diào)控開(kāi)花的分子機(jī)制
大豆是敏感的短日照作物。東北是我國(guó)大豆主產(chǎn)區(qū)，適應(yīng)于高緯度地區(qū)種植的大豆栽培種必須具有對(duì)光周期不敏感性，否則在早霜來(lái)臨前大豆不能正常成熟造成減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)。
我們的前期研究表明，E1基因是豆科植物特有的轉(zhuǎn)錄因子，處于大豆光周期調(diào)控開(kāi)花網(wǎng)絡(luò)的中樞位置，預(yù)示E1調(diào)控的網(wǎng)絡(luò)是豆科植物特異的光周期調(diào)控開(kāi)花的遺傳網(wǎng)絡(luò)。在大豆基因組中，存在2個(gè)E1同源基因E1La、 E1Lb，但它們是否也具有調(diào)控大豆開(kāi)花的功能及其調(diào)控的分子機(jī)理鮮有報(bào)道。
中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所院大豆分子設(shè)計(jì)育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉寶輝研究組與北海道大學(xué)農(nóng)學(xué)院植物遺傳資源講座阿部純教授合作，分析了E1基因家族和兩個(gè)FLOWERING LOCUST同源基因（FT2a與FT5a）的轉(zhuǎn)錄模式，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)日照條件下，E1與其同源基因E1La、E1Lb 表現(xiàn)出兩個(gè)表達(dá)高峰；通過(guò)兩種不同的處理（一為變換光照期與暗期的實(shí)驗(yàn)，二為暗中斷實(shí)驗(yàn)），發(fā)現(xiàn)E1家族基因只在光照期表達(dá)，并且在長(zhǎng)日照條件下，黎明后E1家族基因的表達(dá)需要前一天傍晚之前的一段時(shí)間的光照。在缺失E1基因的Toyomusume品種中，病毒誘導(dǎo)的E1La與E1Lb的沉默上調(diào)FT2a與FT5a的表達(dá)而使開(kāi)花期提前。表明在調(diào)控大豆開(kāi)花期方面， E1、E1La與 E1Lb 的功能類似。進(jìn)一步的研究表明E1與E1L的表達(dá)受控于E3與E4（E3、E4編碼光敏色素A蛋白）。揭示了在光周期調(diào)控的大豆開(kāi)花機(jī)制中，光敏色素A介導(dǎo)的E1與E1同源基因的光誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄起著關(guān)鍵作用。
該項(xiàng)研究結(jié)果于7月3日在線發(fā)表于plant physiol。劉寶輝研究組的博士后徐美蘭為該論文的第一作者。該項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院大豆分子設(shè)計(jì)育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助。
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http://www.plantphysiol.org/content/early/2015/06/25/pp.15.00763.ab
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