论文部分内容阅读
花发育的分子遗传学研究是90年代以来植物发育分子生物学的一个研究热点。水稻作为单子叶植物的代表植物,是最重要的粮食经济作物之一。水稻中的花发育研究直接决定着粮食的产量,此外,对水稻花发育的认识也将有助于我们了解在不同植物物种中进化的遗传和发育机制。目前人们发现水稻的开花促进途径有光周期途径和赤霉素途径,而是否存在内源性的自主开花促进途径人们并不确定。为此,我们克隆了水稻中的自主开花途径的同源基因OsFY、OsFVE,并对它们的功能进行了初步研究。我们分离了OsFYcDNA序列,该序列全长2,308bp,通过文献查阅和数据搜索我们发现,该OsFYcDNA序列是一条新的包含全长编码区的单子叶FYcDNA序列。我们预测的OsFY蛋白全长717个氨基酸,与拟南芥的FY蛋白有56%氨基酸同源性,并且包含了拟南芥FY蛋白中的所有保守结构域。
在拟南芥中,FY蛋白通过与FCA发生蛋白相互作用来调节开花时间。我们利用酵母双杂交实验研究了OsFY蛋白和OsFCA蛋白的互作情况,结果发现,OsFY蛋白也能够与OsFCA蛋白发生互作,从而验证了这种互作模式在单子叶植物和双子叶植物进化上的保守性。通过网络数据挖掘,我们发现拟南芥自主开花途径中的其他基因在水稻中也有同源性较高的对应基因存在,并且都有表达,为水稻中自主开花途径的存在提供了强有力的证据。
另外,我们分离了OsFVEcDNA序列,该序列全长1420bp,包含了OsFVE全长编码区,我们预测的OsFVE蛋白序列与拟南芥中的FVE蛋白序列有68%的氨基酸同源性,也具有保守的六个WD结构域。
为了验证OsFVE与拟南芥FVE基因在开花调控功能上是否具有保守性,我们构建了OsFVE表达载体,通过农杆菌转化拟南芥晚花突变体fve-1,进行功能互补实验,但是,我们获得的转基因株最终都表现出晚花,而没有表现出早花的互补表型,说明OsFVEcDNA并不能互补拟南芥FVE基因的突变。同时我们发现,筛选培养基中的蔗糖对拟南芥晚花突变体fve-1的开花表型有影响,低浓度的蔗糖促进fve-1开花。
通过本实验,我们继OsFCA的研究之后,验证了另外一个自主开花途径成员FY在单子叶植物水稻中的存在以及功能上的保守性。然而水稻中OsFVE的研究也告诉我们:并不是所有的自主开花途径成员在水稻中的同源物都保持了功能上的保守性,某些同源基因在功能上发生了一定程度的变异。综上所述,我们认为水稻中也存在自主开花途径,但相应基因的表达调控上已出现了分化。