BROTHER OF FT AND TFL1(BFT)被称为FLOWERING LOCUS T(FT)和TERMINAL FLOWER 1(TFL1)的兄弟,在植物开花通路中发挥着重要的调控作用。在盐胁迫下,拟南芥BFT蛋白在顶端分生组织中同bZIP转录因子FD互作,形成复合体调控开花转变。为了探索棉花BFT同源基因的功能,本研究基于棉花最近更新的基因组数据库,通过全基因组分析共鉴定了12个BFT基因,其中四倍体陆地棉和海岛棉中均发现4个BFT基因,二倍体亚洲棉和雷蒙德氏棉中各有2个BFT基因;核苷酸和氨基酸序列比对分析发现,棉花BFT基因结构和编码蛋白保守基序与其它植物的BFT高度一致,表明在进化过程中相当保守;组织表达结果显示GhBFT 1和GhBFT 2在陆地棉叶和花中表达量较高;胁迫诱导表达分析表明GhBFT 1和GhBFT2不同程度地响应盐、干旱、ABA、高温及低温胁迫,并具有相似的表达特征。酵母双杂交和双分子荧光互补实验证明,GhBFT1和GhBFT2均能与4个GhFD同源蛋白互作。该研究结果为深入探索GhBFT基因的功能奠定了一定基础。
目的FLOWERING LOCUST(FT)位于开花调控网络的中心,编码成花激素,不仅调控植物开花转变,还参与调控植物多方面的生长发育。硫氧还蛋白(thioredoxin,Trx)在植物的逆境胁迫中发挥着重要的生物学功能。方法我们前期克隆了一个棉花FT同源基因GhFT1,利用酵母双杂技术筛选到一个与GhFT1蛋白互作的硫氧还蛋白GhWCRKC2-5。本研究采用RT-PCR技术从陆地棉中扩增了GhWCRKC2-5基因的开放阅读框cDNA。该基因编码一个203个氨基酸的短肽,含有WCRKC保守氨基酸基序,为非典型的Trx。全基因组分析表明棉花中含有46个非典型的Trxs,系统进化分析显示GhWCRKC2-5与Theobroma cacao的TcWCRKC亲缘关系最近。qRT-PCR分析表明GhWCRKC2-5基因在棉花根和花中表达较高,在茎、叶和顶端分生组织中表达较低;在纤维不同发育时期,GhWCRKC2-5基因表达呈现出降低-升高-降低的趋势,在棉花开花后25d时的纤维表达最高。结果在拟南芥中过量表达GhWCRKC2-5基因,转基因拟南芥明显比野生型早花,并且转基因拟南芥的FT及开花通路中关键基因SUPPESSOR OF OVER EXPRESSION OF CONSTANS1(SOC1)明显上调表达。利用病毒介导的基因沉默技术干扰GhWCRKC2-5基因的表达,GhWCRKC2-5沉默的植株比对照植株开花时间晚。结论GhWCRKC2-5基因在棉花的开花转变中起着重要作用,本研究为深入分析棉花开花调控机理奠定基础。
在叶片中合成由FLOWERING LOCUS T(FT)编码的成花素蛋白通过韧皮部运输到顶端分生组织(SAM),与b ZIP转录因子FD相互作用形成复合物,激活花分生组织身份基因的表达,从而调节植物开花和其他的一些生物学过程。本研究以棉花全基因组数据库为基础,发掘并得到18个棉花FD基因的序列并确定它们在各基因组染色体上的位置。生物信息学分析显示,棉花FD蛋白质分子量在15.69~28.24 k D之间,理论等电点在9.24~10.38之间,是一种非分泌性蛋白;亚细胞定位预测显示,棉花FD蛋白分布于细胞核上,是典型的核蛋白;氨基酸序列分析表明,棉花FD是一种亲水性蛋白,还存在着糖基化位点和磷酸化位点以及4个保守基序;进化分析表明,棉花FD1和FD2与葡萄Vv FD基因亲缘关系最近。组织表达分析表明,陆地棉10个Gh FD基因在不同组织中具有表达特征多样性,Gh FD5-D在纤维中的表达量最高,其余Gh FD基因均在SAM中的表达量最高,不同的表达特征表明它们可能具有不同的功能。这些结果为进一步解析棉花FD基因的功能和作用机理积累了有价值的资料。
