陆地棉开花整合子调控机制解析

摘要

开花是植物产生有性生殖器官的重要阶段,开花整合子整合来自环境和植物体内的信号,进而激活花芽分化,使植物在适宜的时间产生足够多的后代,保障生殖繁衍。棉花中开花整合子基因(FT、SOC1和LFY)已被克隆,但它们在棉花中的进化关系尚不清楚。参考陆地棉基因组,明确了棉属开花整合子同源基因数目,FT和LFY在棉属中进化具有保守性,而SOC1基因序列具有多样性。不同于其他物种,棉花开花整合子基因均在顶端分生组织和叶片中表达量较高,且随着棉苗的生长发育其表达量逐步升高。克隆了GhLFY-2、GhFT-2和GhSOC1-5基因,发现其促进开花的功能是保守的,但开花时间调控机制存在物种特异性。陆地棉中既存在保守的GhFT-2/GhSOC1-5/GhLFY-2线性调控路径,又进化出GhFT-1和GhSOC1-1直接调控GhAP1的路径,表明棉花开花时间调控机制的多样性可能与其对环境的适应性有关。