我所在大豆中特有的重要開花期E1基因的表達方式及作用機理方面取得重要進展
我所大豆分子育種團隊夏正俊研究組,在早期成功地克隆了大豆生育期基因E1(PNAS, 2012)后,對E1基因的表達及作用機理進行了相關研究,取得了新的研究進展。通過對大豆植株在長短日照處理及連續光照或連續黑暗條件下的日節律表達分析表明,大豆的長日照條件是維持大豆E1基因基礎表達量的重要條件,相反,短日照條件或連續黑暗會使大豆的E1表達的基礎表達量明顯下降,促進大豆的開花。在正常長日照條件(16小時光照及8小時黑暗條件下),E1的表達呈明顯的雙峰型,且第一高峰為日出后的二小時左右。這是特點與大豆為短日照相關聯。在E1的基因功能方面,在我國大豆品種煙黃3號中發現了一個E1特異的等位變異,并定名為e1-b3a,該突變體保留了E1基因的核定位信號,但只保留了一半的B3-like結構域。通過煙黃3號的基因型及所配制的遺傳群體研究表明,該等位變異為早花變異,即E1的抑制開花的功能近乎喪失。亞細胞定位表明該與E1蛋白相似,e1-b3a蛋白主要定位于細胞核中,因而推測e1-b3a的抑制開花的功能喪失主要是原自于B3結構域,進一步佐證了E1基因中B3-like結構域重要性。本研究還同時明確了不同E基因(E2E3E4基因的遺傳背景同時影響E1基因的功能。E1基因同時為分子設計育種中的重要選擇位點,相關機理的明確為進一步克隆新基因,完善大豆中的光周期調控網絡具有重要意義。
夏正俊研究組翟紅助理研究員及呂世翔博士生為共同第一作者。論文題為
“Diurnal expression pattern, allelic variation, and association analysis reveals functional features of the E1 gene in control of photoperiodic flowering in soybean”在線發表在PLOS ONE上。
論文鏈接:http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0135909
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