乙醇诱导表达系统在大豆发状根中的建立及诱导GmFT2a的表达

摘要

乙醇表达系统（ALCA）为近年来研究较为充分的一类化学诱导启动子，能对目的基因实现快速高效诱导表达。FT(Flower Locus T)是植物开花调控途径的整合因子，可有效调控植物开花。GmFT2a是大豆GmFT家族的10个同源基因之一，与植株开花及生殖生长状态的保持有直接关系，过量表达GmFT2a，可明显促进大豆开花。调控GmFT2a的表达，对大豆光周期反应机制研究及开花期和成熟期的分子设计育种均具有重要意义。
　　为人工控制GmFT2a时空表达，达到促进大豆早花、研究大豆花期调控机制的目的，本研究首先构建了乙醇诱导表达系统，驱动报告基因载体（ALCA-mini35S:GUS）转化大豆发状根，通过分析发状根中GUS的相对表达量和GUS酶的活性，评估该系统在大豆发状根中的诱导效率。在建立发状根乙醇表达系统的基础上，转化发状根得到该系统驱动 GmFT2a阳性根。结果显示，ALCA-mini35S:GUS阳性根添加诱导剂乙醇时，报告基因GUS相对表达量和酶活显著升高，0.05％乙醇诱导样本均值高于其他浓度组，显示乙醇诱导表达系统可在大豆发状根中发挥功能。利用0.05%乙醇处理过表达ALCA-mini35S:GmFT2a的大豆发状根，发现GmFT2a的表达量显著提高。随后，构建了驱动GmFT2a的表达载体，转化模式植物拟南芥，对转基因植株进行乙醇喷洒后，使其出苗至开花天数和叶片总数均少于水处理转基因植株和野生型材料，证明本研究借助乙醇诱导表达系统实现了对GmFT2a的表达调控。乙醇诱导表达系统可以在大豆发状根中发挥功能，该系统不仅可以用于大豆功能基因的研究，还可以为培育外缘基因表达可控的转基因品种提供转基因技术手段。