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作科所专家提出FT家族基因调控大豆发育方向的跷跷板模型
日期:2017-12-05 作者:蒋炳军 来源:中国农业科学院作物科学研究所 点击:
 

    近日,中国农业科学院作物科学研究所大豆育种技术创新与新品种培育团队在大豆生长发育的调控机制的研究上取得了新的进展,发现大豆FT开花基因家族的不同成员存在功能分化。该研究拓宽并加深了对大豆FT开花基因家族的认识,提出了调控大豆发育方向的跷跷板模型,为进一步阐明影响大豆生长发育方向的分子机制奠定了基础。相关研究成果于11月9日在线发表在《新植物学家(New Phytologist)》上。
  大豆是光周期敏感的短日植物。该研究团队以往研究发现,一些晚熟品种(如自贡冬豆)在长日条件下不开花,经短日处理后转长日条件时会发生开花逆转现象,推测长日条件下有开花抑制物质的存在,但对开花抑制物质的分子性质一直缺乏了解。

  该研究团队通过结合转录组分析和实时定量PCR分析,发现并确证大豆FT开花基因家族的一个成员GmFT1a与已知成员GmFT2a/GmFT5a的光周期表达特性完全相反,即GmFT1a的表达受长日照的诱导,而GmFT2a/GmFT5a则受短日照的诱导。由此推测GmFT1a与已知成员GmFT2a/GmFT5a在开花作用上功能存在分化。转基因实验分析表明,与GmFT2a/GmFT5a具有开花促进功能明显不同,GmFT1a具有开花抑制的功能,从而确证了前述推测。基于此项研究及前人结果,该团队提出了大豆FT开花基因家族调控大豆生长发育的跷跷板模型(Teeter board model):光周期通过生育期主基因E1调控大豆FT开花基因家族不同成员的相对表达水平,从而决定大豆的发育方向。GmFT1a基因的发现有助于促进大豆向低纬短日地区的扩展,为进一步阐明影响大豆生长发育方向的分子机制奠定了基础。

  作物科学研究所遗传育种中心韩天富研究员为论文通讯作者,在读博士研究生刘薇、蒋炳军副研究员和硕士毕业生马立明为并列第一作者。该项研究得到国家大豆产业技术体系建设专项和中国农业科学院农业科技创新工程的支持。

  论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.14884/abstract

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