大豆分子設計育種重點實驗室明確E9基因及其開花期調控機理
大豆光周期和成熟期的研究對于大豆適應不同緯度以及大豆產量的提高具有重要意義。雖然目前已經克隆的E1、E2、E3和E4基因的變異對大豆適應不同光周期環境起著關鍵性的作用。但是,對于開花期和成熟期自然變異的分子機理研究較少。利用早熟品種構建的雜交群體,我們檢測到兩個控制開花期的主要位點:E1和E9。由于E1已經被克隆,因此本研究以E9為切入點,結合精細定位、測序和表達分析技術,明確E9基因就是FT2a基因。無論是何種光周期條件,e9的轉錄表達水平始終低于E9,從而延遲開花期。此外,測序結果表明,E9和e9的編碼序列相同,但在啟動子、非編碼區以及內含子區域有一系列的單堿基置換、片段插入和片段缺失的變化。其中,e9在第一個內含子中含有一個Ty1/copia類似的反轉錄轉座子SORE-1,高度甲基化的SORE-1雖然不會影響FT2a的RNA加工過程,但是SORE-1作為轉錄抑制因子,其插入會降低GmFT2a的表達水平。
綜上,E9基因就是FT2a基因,e9因為插入了具有抑制活性的SORE1轉錄因子,從而降低了FT2a的轉錄水平,最終延遲大豆的開花期。e9的發現不僅能夠延長早花品種的營養生長期,而且作為長童期性狀的一個有效基因能夠延長短日照條件下的開花期,從而為低緯度的育種提供理論依據。
本研究成果于2016年1月19日在BMC Plant Biology(http://link.springer.com/article/10. 186/s12870-016-0704-9)雜志上在線發表,標題為“A recessive allele for delayed flowering at the soybean maturity locus E9 is a leaky allele of FT2a, a FLOWERING LOCUS T ortholog”,我所大豆分子設計育種重點實驗室劉寶輝研究員和孔凡江研究員為論文責任作者。

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