本发明涉及基因功能领域,更具体地涉及紫玉兰‘红元宝’mlft基因及其在提前植物开花中的应用。
背景技术:
1、木兰属(magnolia)植物在我国已有两千多年的栽培历史,大多种(品种)在春季开花,鲜有两季开花。其中紫玉兰‘红元宝’(magnolia liliflora‘hongyuanbao’)为紫玉兰(magnolia liliflora)的芽变类型,花紫红色,形状若元宝,花期3月底4月初,同年6月有二次开花现象,具有同年时间间隔较近的稳定二次开花性状,是众多木兰属植物中少有的开花现象。
2、花发育是被子植物生长发育中的重要进程,与子代繁衍和物种延续紧密相关,包括成花诱导、花分生组织形成以及花器官发育三个阶段。成花是被子植物由营养生长向生殖生长转变的标志。ft(flowering locus t)基因作为成花促进因子在植物成花调控过程中发挥重要作用,研究表明,过表达ft基因会诱导植物提前开花。ft基因直接受光周期途径co(constans)基因的正向调控,在茎顶端分生组织中,ft蛋白与转录因子fd和14-3-3蛋白互作形成三聚体复合物,共同激活下游基因soc1(suppressor of constans1)等基因的表达,从而促进植物开花。ft同源基因在多种草本植物和木本植物中发现参与植物的开花调控,例如葡萄、柑橘(citrus reticulata)、杨树、蓝莓(vaccinium corymbosum)、牵牛(pharbitis nil)、南瓜(cucurbita moschata)等,因此ft基因是调控植物成花的关键因子。
3、植物成花调控是植物遗传改良和新品种繁育研究关注的重点,糖类物质不仅作为能源物质提供能量,更在成花调控上游发挥信号转导功能。紫玉兰‘红元宝’具有多季连续开花现象,由于其第二次花芽分化缺乏正常的环境条件,其花芽分化进程中海藻糖含量极显著高于正常花芽,并发现外源喷施海藻糖能够促进花芽二次分化,组学分析同样显示花芽分化期间差异基因和差异代谢物显著富集在糖代谢途径中,因此推测糖信号可能是促进‘红元宝’花芽二次分化的核心调控机制。因此解析海藻糖在木兰属植物成花调控中的作用机制具有重要意义。研究表明,海藻糖-6-磷酸(trehalose-6-phosphate,t6p)的日变化与ft日变化一致,且在tps(trehalose-6-phosphate synthase)突变体中,ft基因显著下调,当回补突变体表型后,ft的表达量明显上升,因此ft基因正常表达需要t6p,由此得知ft在海藻糖途径成花调控机制中可能发挥重要作用。
4、本申请通过瞬时转化技术对‘紫玉兰’红元宝mlft基因进行亚细胞定位分析,通过异源转化拟南芥研究紫玉兰‘红元宝’mlft基因在成花过程中的作用,并且用海藻糖进行喷施处理,观察过表达紫玉兰‘红元宝’mlft基因以及海藻糖喷施前后的植株表型以及基因表达变化,以此对紫玉兰‘红元宝’mlft基因参与成花调控的功能进行验证。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供紫玉兰‘红元宝’mlft基因及其在提前植物开花中的应用。
2、本发明提供了一种紫玉兰‘红元宝’mlft基因,该基因具有seq id no:1所示的核苷酸序列,或者对所述序列进行一个或几个核苷酸的缺失、添加和/或取代,但功能不变的序列。优选情况下,该紫玉兰‘红元宝’mlft基因的核苷酸序列为seq id no:1。
3、本发明还提供了含有紫玉兰‘红元宝’mlft基因的重组载体、转基因细胞系或重组菌。
4、本发明还提供了紫玉兰‘红元宝’mlft基因在提前植物开花中的应用,制备紫玉兰‘红元宝’mlft基因修饰植物,相对于野生型植物,该修饰植物中的紫玉兰‘红元宝’mlft基因的表达增加;其中,该紫玉兰‘红元宝’mlft基因的核苷酸序列如seq id no:1所示。需要说明的是,“表达增加”的概念中,“表达”是指是基因经过转录、翻译,产生有生物活性的蛋白质的过程;上述过程的强度增加即为表达增加,具体地,可以为转录得到的产物和翻译得到的产物增加。反之,“表达减少”的概念中,“表达”是指是基因经过转录、翻译,产生有生物活性的蛋白质的过程;上述过程的强度减少即为表达减少,具体地,可以为转录得到的产物和翻译得到的产物减少。
5、在一个实施方案中,该植物为拟南芥或紫玉兰。优选情况下,该植物为拟南芥。
6、在一个实施方案中,该应用包括将紫玉兰‘红元宝’mlft基因连接到载体上,通过农杆菌介导转化到拟南芥、筛选、培养和获得转基因株系。
7、为了阐明紫玉兰‘红元宝’mlft基因如何调控植物开花,本申请通过瞬时转化技术对‘紫玉兰’红元宝mlft基因进行亚细胞定位分析,通过异源转化拟南芥,在相同的培养条件下观察得到,与野生型相比,紫玉兰‘红元宝’mlft转基因株系均提前开花。应用紫玉兰‘红元宝’mlft基因,有望调控植物的开花进程。
1.一种紫玉兰‘红元宝’mlft基因,其特征在于,该基因具有seq id no:1所示的核苷酸序列,或者对所述序列进行一个或几个核苷酸的缺失、添加和/或取代,但功能不变的序列。
2.根据权利要求1所述的基因,其特征在于,所述紫玉兰‘红元宝’mlft基因的核苷酸序列为seq id no:1。
3.含有权利要求1中所述的基因的重组载体、转基因细胞系或重组菌。
4.紫玉兰‘红元宝’mlft基因在提前植物开花中的应用,其特征在于,制备紫玉兰‘红元宝’mlft基因修饰植物,相对于野生型植物,所述修饰植物中的紫玉兰‘红元宝’mlft基因的表达增加;其中,所述紫玉兰‘红元宝’mlft基因的核苷酸序列如seq id no:1所示。
5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,所述植物为拟南芥或紫玉兰。
6.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,所述植物为拟南芥。
7.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,所述应用包括将紫玉兰‘红元宝’mlft基因连接到载体上,通过农杆菌介导转化到拟南芥、筛选、培养和获得转基因株系。