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作物所在鑒定水稻開花機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展
近日，作物所聯(lián)合廣東海洋大學(xué)聯(lián)合解析了OsFTL12調(diào)控水稻開花的分子機(jī)制，相關(guān)研究論文以“Phosphatidyl Ethanolamine Binding Protein FLOWERING LOCUS T-like 12 (OsFTL12) Regulates the Rice Heading Date under Different Day-Length Conditions”為題發(fā)表于期刊International Journal of Molecular Sciences（中科院二區(qū)TOP，IF=5.6）。廣東海洋大學(xué)濱海農(nóng)業(yè)科技學(xué)院黃永相博士為論文第一作者，我院作物所劉浩博士為論文通訊作者。
水稻是重要的糧食作物，為數(shù)十億人口提供碳水化合物?，F(xiàn)階段，廣大的種植戶更傾向于種植早熟品種，因此培育早熟的水稻品種對(duì)于提高復(fù)種指數(shù)以及應(yīng)對(duì)氣候變化更具有優(yōu)勢(shì)。水稻開花的分子機(jī)制已經(jīng)被廣泛的解析，其中Hd1/Hd3a與Ehd1/RFT是最主要的兩類分子模塊，并且通過深入的研究也鑒定出COL、BBX、MADS、FTL等家族基因具有調(diào)控水稻開花的分子功能。FTL家族基因?yàn)閿M南芥中FLOWERING LOCUS T-like中的同源基因，水稻中含有15個(gè)FTL基因，包括13個(gè)FTL基因與2個(gè)MFT基因，盡管部分基因在水稻開花調(diào)控中的作用被解析，但是OsFTL12調(diào)控水稻開花的分子機(jī)制并不十分清楚。
OsFTL12編碼蛋白含有Phosphatidyl Ethanolamine Binding Protein（PEBP)結(jié)構(gòu)域的蛋白，主要定位于細(xì)胞核中，該基因具有明顯的組織特異性，在葉片與莖稈中的表達(dá)量較高。以日本晴為對(duì)照材料，通過構(gòu)建過表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株與CRISPR/Cas9敲除的突變體植株觀測(cè)植株表型，發(fā)現(xiàn)OsFTL12的敲除植株在長(zhǎng)日照與短日照條件下均能夠促進(jìn)水稻抽穗。隨后利用組織轉(zhuǎn)錄組測(cè)序在敲除植株中并未鑒定到Hd1/Hd3a與Ehd1/RFT的差異表達(dá)，OsFTL12的轉(zhuǎn)基因植株中Hd1/Hd3a與Ehd1/RFT的表達(dá)量隨時(shí)間變化并未出現(xiàn)明顯的差異表達(dá)現(xiàn)象，說明該基因獨(dú)立于Hd1/Hd3a與Ehd1/RFT開花途徑，該基因過表達(dá)具有延遲水稻開花的功能。
OsFTL12過表達(dá)植株抑制水稻開花時(shí)間
研究團(tuán)隊(duì)在OsFTL12啟動(dòng)子上游序列中鑒定到編碼AT-hook轉(zhuǎn)錄因子的OsATH1，該基因作用于OsFTL12上游，其敲除植株能夠上調(diào)OsFTL12的表達(dá)。osath1-ko植株中，利用啟動(dòng)子序列ChIP-qPCR分析發(fā)現(xiàn)OsFTL12啟動(dòng)子的乙?；斤@著升高，表明OsATH1通過乙?；揎桹sFTL12啟動(dòng)子序列上調(diào)其表達(dá)，并且OsFTL12過量表達(dá)會(huì)抑制水稻抽穗。該研究結(jié)果對(duì)于拓展水稻FTL家族基因調(diào)控水稻開花途徑提供了新的分子機(jī)制。
OsATH1調(diào)控OsFTL12基因的表達(dá)
該研究得到了種業(yè)振興計(jì)劃、湛江科技計(jì)劃與廣州市科技計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。
