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                        东北农业大学揭示大豆中光周期控制的开花时间和成熟的机制

                        2018-07-18 08:11 | 作者: 渔民 | 标签: 大豆 光周期

                        大豆是典型的短日照植物,对光周期敏感。光周期是决定大豆花发育和对不同生态区域适应性的重要因素,大豆的种植面积也常常由于其对光周期的敏感性而受到限制。光周期对大豆开花时间和大豆成熟的影响是一个复杂的过程。SNW / SKIP蛋白是光周期控制过程中的关键因子,其同原蛋白的生物学功能在水稻和拟南芥植物中均有报道。研究表明,在大豆中,SKIP同源蛋白GmGBP1在光周期介导的开花途径中发挥重要作用,同时,热诱导型GmGBP1也增强了转基因GmGBP1-ox烟草和拟南芥的耐热性。尽管已在拟南芥和烟草中证明了GmGBP1在光周期控制的开花时间中的作用,但是GmGBP1在大豆中的生物学功能仍需进一步研究。

                        近日,东北农业大学的李文斌教授课题组在Plant Journal在线发表了一篇题为Natural variation in GmGBP1 promoter affects photoperiod control of flowering time and maturity in soybean的研究论文,报道了GmGBP1启动子对光周期调控的大豆开花时间和大豆成熟的影响。



                        在这项研究中,研究人员通过对278份大豆品种中GmGBP1基因的编码和非编码区的多态性的研究,发现与GmGBP1的编码序列相比,其启动子区域具有更高的多态性。通过关联分析鉴定了与大豆成熟密切相关的GmGBP1的5个多态性(SNP_-796,SNP_-770,SNP_-307,InDel_-242和SNP_353)和两个单倍型(Hap-3,Hap-4),它们的主要功能是在不同环境中促进大豆更早的开花和大豆成熟。该研究还发现,较短的生长期主要是由于大豆GmGBP1启动子中具有SNP_-796G的TCT-基序,引起较高的GmGBP1表达水平。相反,RNAi干扰降低GmGBP1的表达水平后,会导致生长期变长。

                        此外,GmGBP1的基因干扰也会降低大豆开花时间对光周期反应敏感性。对大豆中GmGBP1低表达的RNA-Seq分析显示,上调和下调的预测基因分别为94个和30个。其中,对三个开花时间基因(GmFT2a,GmFT5a 和 GmFULc)的昼夜光周期特异性表达模式的分析表明,GmGBP1-i大豆中的mRNA水平始终低于野生型。


                        大豆中GmGBP1启动子的LUC活性测定和表型分析。

                        总的来说,该研究提供了一系列证据表明,GmGBP1正向调节光周期控制的开花时间和成熟反应。


                        论文链接:onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/tpj.14025

                         

                        来源:BioArt植物

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