欧美中文字幕在线_木本植物成花素通過(guò)嫁接促進(jìn)開(kāi)花的效率取決于接穗的長(cháng)短----中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園

　　植物基因FLOWERING LOCUS T（FT）編碼的蛋白質(zhì)FT也稱(chēng)為成花素（florigen），可通過(guò)整合春化、溫度、光周期、激素、年齡以及自主途徑等成花轉變信號轉導途徑調控植物開(kāi)花，在植物成花誘導過(guò)程中發(fā)揮重要調控作用。采用擬南芥、煙草、水稻、葫蘆、番茄和馬鈴薯等多種一年生植物進(jìn)行的大量嫁接實(shí)驗結果表明，轉基因表達的成花素蛋白可以通過(guò)嫁接進(jìn)行運輸，從而誘導接穗開(kāi)花。但在木本植物中，有關(guān)通過(guò)嫁接轉運成花素、誘導接穗開(kāi)花的研究產(chǎn)生了一些相互矛盾的結果，有待進(jìn)一步澄清。

　　版納植物園能源植物分子育種研究組唐明勇博士等人與廣西大學(xué)林學(xué)院及亞熱帶農業(yè)生物資源保護與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗室的徐増富教授合作，研究發(fā)現木本植物小桐子（Jatropha curcas）的成花素（JcFT）可以通過(guò)嫁接進(jìn)行運輸，其促進(jìn)開(kāi)花的效率取決于接穗的長(cháng)短。該研究利用了前期獲得的一種極度早花的轉基因小桐子，是由擬南芥韌皮部特異表達啟動(dòng)子AtSUC2驅動(dòng)JcFT 超量表達獲得的。以此超量表達JcFT的轉基因小桐子作為砧木，分別用非轉基因的小桐子及其同一個(gè)屬的其它4種植物，包括棉葉膏桐（J. gossypipifolia）、日日櫻（J. integerrima）、珊瑚花（J. multifidia）和佛肚樹(shù)（J. podagrica）作為接穗，進(jìn)行嫁接實(shí)驗。結果顯示幾乎所有嫁接植株的接穗都能在嫁接后1-2個(gè)月內開(kāi)花（圖1），表明與一年生植物中的情況類(lèi)似，成花素在木本植物中也可以通過(guò)嫁接進(jìn)行運輸并具有促進(jìn)接穗開(kāi)花的功能。但是隨著(zhù)接穗長(cháng)度的增加，開(kāi)花植株所占比例和開(kāi)花次數均降低。

　　同時(shí)該研究發(fā)現，超量表達JcFT的砧木能夠通過(guò)運輸FT的方式，互補通過(guò)RNA干擾（RNAi）策略沉默JcFT基因獲得的超過(guò)8年未開(kāi)花的植株表型變化。蛋白質(zhì)免疫印跡（Western blot）檢測結果顯示：隨著(zhù)接穗頂芽與砧木之間距離的增加JcFT蛋白質(zhì)豐度逐漸降低，當接穗長(cháng)度超過(guò)1米后JcFT-RNAi接穗不能再開(kāi)花，同時(shí)在接穗頂芽中也幾乎檢測不到從砧木運輸的JcFT蛋白。這些研究結果表明：多年生木本植物中成花素也可以通過(guò)嫁接運輸并促進(jìn)接穗的成花轉變，但轉運到接穗頂芽中的成花素蛋白質(zhì)量隨著(zhù)運輸距離的增加而減少，因而其促進(jìn)開(kāi)花的效率取決于接穗的長(cháng)短。以前有關(guān)木本植物中通過(guò)嫁接轉運成花素、誘導接穗開(kāi)花的研究，之所以出現相互矛盾的結果，其中一個(gè)很重要的原因很可能是由于不同的研究人員采用的接穗長(cháng)短不一致。

　　上述研究成果以Efficiency of graft-transmitted JcFT for floral induction in woody perennial species of theJatropha genus depends on transport distance為題發(fā)表在Tree Physiology上。該研究成果不僅有助于解決以往有關(guān)木本植物中成花素嫁接運輸研究結果之間的相互矛盾問(wèn)題，同時(shí)提供了一種加速多年生植物育種過(guò)程的策略，即利用超量表達成花素基因的轉基因植物作為砧木，在控制接穗長(cháng)度的前提下嫁接同一個(gè)物種或親緣關(guān)系較近物種的非轉基因育種材料，加速開(kāi)花、從而縮短林木育種周期。