我所揭示大豆光周期特異遺傳網(wǎng)絡調(diào)控開花的分子機制
大豆是敏感的短日照作物。東北是我國大豆主產(chǎn)區(qū)，適應于高緯度地區(qū)種植的大豆栽培種必須具有對光周期不敏感性，否則在早霜來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)控開花網(wǎng)絡的中樞位置，預示E1調(diào)控的網(wǎng)絡是豆科植物特異的光周期調(diào)控開花的遺傳網(wǎng)絡。在大豆基因組中，存在2個E1同源基因E1La、 E1Lb，但它們是否也具有調(diào)控大豆開花的功能及其調(diào)控的分子機理鮮有報道。
中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所院大豆分子設計育種重點實驗室劉寶輝研究組與北海道大學農(nóng)學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FLOWERING LOCUST同源基因（FT2a與FT5a）的轉(zhuǎn)錄模式，發(fā)現(xiàn)長日照條件下，E1與其同源基因E1La、E1Lb 表現(xiàn)出兩個表達高峰；通過兩種不同的處理（一為變換光照期與暗期的實驗，二為暗中斷實驗），發(fā)現(xiàn)E1家族基因只在光照期表達，并且在長日照條件下，黎明后E1家族基因的表達需要前一天傍晚之前的一段時間的光照。在缺失E1基因的Toyomusume品種中，病毒誘導的E1La與E1Lb的沉默上調(diào)FT2a與FT5a的表達而使開花期提前。表明在調(diào)控大豆開花期方面， E1、E1La與 E1Lb 的功能類似。進一步的研究表明E1與E1L的表達受控于E3與E4（E3、E4編碼光敏色素A蛋白）。揭示了在光周期調(diào)控的大豆開花機制中，光敏色素A介導的E1與E1同源基因的光誘導轉(zhuǎn)錄起著關鍵作用。
該項研究結果于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。該項研究得到國家自然科學基金和中科院大豆分子設計育種重點實驗室的資助。
論文鏈接：
http://www.plantphysiol.org/content/early/2015/06/25/pp.15.00763.ab
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