突变的FT蛋白调控植物开花的分子机制研究

摘要

FLOWERING LOCUS T(FT)基因编码的FT蛋白就是植物的“成花素”，在成花诱导过程中起着关键性作用。在可诱导光周期条件下，CO蛋白在叶片中诱导FT基因表达产生FT蛋白，FT蛋白在FTIP1的协助下从伴胞细胞转移到筛管分子细胞，进而通过韧皮部移动到茎顶端分生组织。进入茎顶端分生组织后，FT蛋白首先在细胞质中与14-3-3蛋白结合形成复合体，再转运进入细胞核与FD互作形成FAC复合体，启动下游成花基因的表达，从而诱导植物开花。
　　本实验在前人已经完成FT蛋白175个氨基酸定点突变，并得到各个点突FT蛋白功能的基础上，对FT蛋白的关键氨基酸的作用机制进行研究，以期进一步深入研究FT调控植物开花的分子机制。
　　首先，通过绘制水稻与拟南芥14-3-3家族基因的进化树，以及利用酵母双杂技术筛选确定拟南芥中和FT蛋白互作形成FAC复合体的14-3-3基因。然后通过利用smFT与14-3-3、FTIP1蛋白的互作实验，确定了smFT8、smFT9、smFT10、smFT12和smFT13这五个突变的FT蛋白不能诱导植物开花，是因为突变后的FT蛋白不能与14-3-3蛋白相互作用，也就无法形成FAC复合体，不能诱导植物开花。但是其它的smFT蛋白，特别是smFT16诱导植物果荚数增加，增加植物的产量的分子机制还需进一步研究。因此，我们随后利用酵母双杂交筛选拟南芥的酵母库，得到了1603个和smFT16互作的阳性克隆。通过进一步分析、筛选、验证，得到了9个既与FT互作，又与smFT互作的FTBP（FT Binding Protein）蛋白。对其中4个FTBP基因的T-DNA插入和超表达纯合株系的表型观察发现，FTBP6和FTBP10在成花诱导的过程中可能是作为开花抑制子而存在。关于FT蛋白中其它关键氨基酸的作用机制及FTBP的功能研究有待后继者的进一步探索。

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第一章 文献综述

1.1 成花素

1.2 FT基因

1.3 开花信号途径

1.4 研究的目的与意义

第二章 材料与方法

2.1实验材料

2.2 基本实验方法

2.3 载体的构建

2.4 RT-PCR检测纯合株系

第三章 检测突变的FT蛋白质和14-3-3、FTIP1蛋白的互作

3.1实验材料

3.2实验方法

3.3拟南芥中和FT、FD互作形成FAC复合体的14-3-3蛋白的筛选

3.4定点突变的FT蛋白质和14-3-3蛋白的互作情况

3.5定点突变的FT蛋白质和FTIP1蛋白的互作情况

3.6讨论

第四章 筛选既与smFT互作,又与开花相关的基因

4.1实验材料

4.2实验方法

4.3筛选出与smFT互作的基因

4.4对互作基因的功能研究

4.5讨论

第五章 讨论与全文总结

5.1酵母双杂筛选拟南芥14-3-3基因

5.2 FT蛋白内不同氨基酸的作用机制

5.3 FT互作蛋白的筛选及功能分析

参考文献

附录1：实验所用引物

附录2：FTBP T-DNA纯合株系筛选情况

附录3：35S-FTBP 转基因株系单拷贝筛选

附录4：35S-FTBP 转基因株系纯合筛选

附录5：酵母双杂注意事项

附录6：本论文中所用术语缩写与中英文对照

附录7：常用试剂及配方

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