拟南芥成花时间调控
植物开花时间的分子遗传调控机制
植物开花时间的分子遗传调控机制植物开花是植物生命史中的一个重要事件，开花时间的合理控制对植物的种群适应性、生殖和生长发育都有着重要的影响。
而开花时间的调控主要包括环境因素和内部因素两个方面。
其中，内部因素主要是由植物内部的分子遗传机制控制的。
本文将就植物开花时间的分子遗传调控机制进行探讨。
一、植物生物钟的作用植物具有生物钟，生物钟是一种内在时间测量机制，能够调节植物的各种生长发育、代谢等生理过程，而这些生理过程的调节与植物开花时间的控制紧密相关。
生物钟的节律性是由许多“钟基因”编码蛋白质的级联反应所决定的。
这些“钟基因”编码的蛋白质可以形成复合物，在细胞内形成具有固定节律的正负馈环路。
植物生物钟的最大特点是具有可调节性，即可以通过调整温度、光周期等外源性信号来调整生物钟的时间。
二、FT基因的作用除生物钟外，FT (FLOWERING LOCUS T)基因也被广泛认为是调控植物开花时间的重要基因。
在植物中，FT基因的转录水平与开花时间之间有着紧密的关系。
FT基因编码的蛋白FT在拟南芥中是一种信号因子，能够向茎尖顶端的叶片发送开花信号，使得茎尖顶端释放出促进开花的激素Gibberellin (GA)，从而促进花序的生长。
而在短日植物中，FT基因的表达通常会受到CO (CONSTANS)蛋白的负调控，而在长日植物和一些日中性植物中FT基因的表达则会受到CO蛋白的正调控。
三、CO基因的作用CO (CONSTANS)基因是一个对于植物开花时间调控有着重要作用的基因，它编码的蛋白CO会在长日照射时积累并向下游信号通路传递开花信号，使得植物花序生长并最终开花。
CO蛋白的活性受到光周期的影响，主要是由于CO蛋白的稳定性受到白天光周期的控制。
另外，CO蛋白的活性也会受到环境因子和其他信号的共同调控，例如胁迫反应和生长赋存信号等。
四、彼此关系FT基因和CO基因的调控关系是相互独立的，通常是由植物内部的信号通路进行调控。
拟南芥At1g10300基因调节叶形和开花时间
拟南芥At1g10300基因调节叶形和开花时间作者：刘艺冉杨笑门淑珍来源：《广西植物》2017年第08期摘要：核仁G蛋白1（Nucleolar G protein 1， NOG1）是一种高度保守的核仁GTP酶，在真核生物中广泛存在，参与60 S核糖体亚基前体的组装。
在线虫中敲减NOG1的表达造成生长缓慢、虫体变小和寿命延长的表型，而过量表达NOG1则使线虫的寿命缩短。
拟南芥的At1g10300基因注释为NOG12，但是其生物学功能还有待研究。
该研究对其功能进行了初步研究，首先检测了该基因在拟南芥各个器官的表达情况。
结果表明：该基因在7 d龄幼苗、茎生叶和花中均有表达，其中在花中表达量最高。
获得了At1g10300基因的TDNA插入突变体，发现在长日照条件下，At1g10300突变体植株的莲座紧凑，莲座叶片长宽比降低，但叶面积和植株高度与野生型相比无显著差异，表明其叶形发生改变；突变体植株的抽薹时间晚于野生型。
荧光定量RTPCR结果表明，突变体植株中开花促进因子FT、CO和GI的表达水平下调，而开花抑制因子FLC的表达水平上调。
以上结果揭示At1g10300基因的突变影响了FT、CO、GI及FLC基因的表达，使植株出现晚花表型。
关键词：拟南芥，核仁G蛋白1， At1g10300基因，开花时间，叶形中图分类号： Q945.4文献标识码： A文章编号： 10003142（2017）08100008Abstract： Nucleolar G protein 1 （NOG1） is a highly conserved eukaryotic GTPase. NOG1 plays a significant role in the assembly of pre60S ribosomal subunits. In yeast and animals，depletion of NOG1 results in reduced levels of 60S ribosomal subunits， aberrant prerRNA processing， and blockage of 60S ribosomal subunit export. A recent study in Caenorhabditis elegans found that knockdown NOG1 expression causes slower growth， smaller body size and increased life span， whereas overexpression of NOG1 results in decreased lifespan. However， the plant NOG1 has not been characterized. The Arabidopsis At1g10300 gene was annotated as NOG1-2. However，its role in Arabidopsis growth and development is still unknown. In this study， we used physiological， genetics and molecular tools to analyze the biological roles of the ArabidopsisAt1g10300 gene. We firstly used semiquantitative RTPCR to investigate the transcriptional levels of At1g10300 gene in various tissues of Arabidopsis， including 7dayold seedling， rosette leaf，cauline leaf， stem， bud and flower. The transcription of the At1g10300 gene was detected in seedlings， cauline leaves and blooming flowers. Among them， the highest transcriptional level was detected in blooming flowers. We then isolated a TDNA insertion mutant allele of the At1g10300 gene. Phenotypic analysis found that the At1g10300 mutant had compact rosette and reduced ratio of leaf length/width compared to wild type. However， there was no significant difference in leaf area or plant height between the At1g10300 mutant and wild type. These data indicated that leaf morphology of At1g10300 mutant was altered. The At1g10300 mutant also displayed a late bolting phenotype under the condition of longday photoperiod. To determine the molecular mechanism of this lateflowering phenotype， we used quantitative RTPCR to analyze the transcriptional levels of key genes of the flowering time pathway， including FLOWERING LOCUS T （FT）， CONSTANS （CO）， GIGANTEA （GI） and FLOWERING LOCUS C （FLC）. The results showed that the transcriptional levels of the flowering promoting factors FT， CO and GI were downregulated in the mutant plants compared with the wild type， whereas the transcription levels of the flowering inhibiting factor FLC was upregulated. Taken together， these results suggest that mutation ofAt1g10300 gene delays flowering time by regulating the expressions of FT， CO， GI and FLC genes in Arabidopsis. Our data indicate that like its ortholog in worms， lossoffunction of At1g10300 gene also affects Arabidopsis rosette size and lifespan.Key words： Arabidopsis， nucleolar G protein 1 （NOG1）， At1g10300 gene， flowering time， leaf morphology小G蛋白是一类通过结合并水解鸟嘌呤5′三磷酸（GTP）成为鸟嘌呤5′二磷酸（GDP）从而将细胞信号传递到下游因子的蛋白（Bourne et al，1991）。
拟南芥成花诱导和花的发育的研究进展
Development of the flowers
在花分生组织决定之后，下一步是器官决定，即从 花分生组织分化出花器官来。
拟南芥花发育的不同阶段
ABC model
A类基因在轮1和轮*中表达并发挥作用。如AP2基因。B类基因在 轮2和轮3中表达并发挥作用，如AP3，PI基因。C类基因在轮3和 轮4中起作用，如AG基因。
ABC模式
开花时间确定基因
拟南芥基因组中的一些开花时间和花发育基因
2012.7.5
感受光周期的部位是叶
LD
SDP苍耳嫁接实验 发生反应的部位是茎端，体内转运的开花刺激物质为 开花素——至今未分离出来。
对光周期的敏感性与叶片的发育程度有关。幼小的和衰老
的叶片敏感性差，叶片生长达到最大时敏感性最高，叶片 的很小一部分处在适宜的光周期下就可诱导开花。
干扰或阻止韧皮部的运输，可延迟或ห้องสมุดไป่ตู้制开花，表明开花
刺激物质传导的途径是韧皮部。
Vernalization
开花过程被低温促进 相关基因：VRN1,VRN2，VRN3，VRN4
甲基化与春化密切相关，用拟南芥晚开花突变体fca （春化响应）和fb（春化不响应）做春化处理，结果 发现，低温促进了fca突变体，早开花，而对fb突变 体无明显影响。 用去甲基化试剂处理fca，也促进早 花，而用反义甲基化转移酶基因转化拟南芥时，起到 了春化处理类似的结果。
Photoperiod
当暗周期超过了临界暗期长度，才开花； 光敏色素(PHYA、PHYB、PHYC、PHYD、 PHYE)、隐花色素（CRY1、CRY2）、紫外光 -B受体； 可能模式：首先光受体感受日长和夜长，产生 昼夜节律，光受体与相关物质形成某种平衡。 如果日长和夜长发生变化，破坏了平衡，那么 会使一些促进或抑制开花的基因表达。
拟南芥花发育与激素作用机制研究
拟南芥花发育与激素作用机制研究作为拟南芥的重要器官，花对植物生长发育起着至关重要的作用。
而激素在花的生长发育中也扮演着极其重要的角色。
激素是植物生长发育的调节剂，它们广泛存在于植物体内，并参与到各个生长发育阶段中。
本文将围绕拟南芥花的发育与激素作用机制进行探讨。
拟南芥花的发育过程拟南芥花发育分为四个连续的阶段：萼和花瓣扩张期、雌蕊和雄蕊形成期、花被裂片分化期和花粉形成和散布期。
其中，第一个阶段是花的形态发生变化最快的阶段，也是夜间香气最浓郁的时期。
萎缩和雄蕊花瓣化等突变现象常常会在花的发育过程中发生，这些现象可能也与激素作用有关。
拟南芥花发育和激素作用机制激素在植物体内的数量和类型不同，其作用也会不同。
目前，已经有多种激素在拟南芥花的生长发育中有着重要的作用，其中最为重要的是赤霉素和乙烯。
赤霉素是植物生长发育过程中最早被发现的激素之一，在拟南芥花的生长发育中也占据着非常重要的地位。
通过一系列的研究发现，赤霉素可以调控花萼、花瓣和子房的生长发育，促进花的扩张。
此外，赤霉素还可以影响花粉形成和雄蕊发育，从而对拟南芥花的性征产生影响。
乙烯在植物生长发育中也扮演着重要角色。
在拟南芥花的发育过程中，乙烯可以影响花瓣形成和开放，促进花的颜色和香气的产生。
同时，乙烯还可以影响叶片和花萼的变色变形，从而对整个花的形态和颜色产生影响。
此外，赤霉素和乙烯还可以通过其他生长激素相互作用，从而对拟南芥花的生长发育产生更加细致的调控。
例如，赤霉素和吲哚-3-乙酸可以相互作用，调控酒瓶颈形态的发生。
结论通过对拟南芥花的发育和激素作用机制的探讨，可以发现，激素在花的生长发育中起到了不可替代的作用。
赤霉素和乙烯是拟南芥花生长发育中最重要的激素之一，它们可以相互作用，对花的形态、颜色、香气产生影响。
未来，如何更好地调控激素在花的生长发育中的作用，将成为植物生长发育领域研究的热点之一。
拟南芥LHY基因超表达与成花转变
高等植物开花是由内部基因和外界环境共同 作用来完成。这个调节过程涉及错综复杂的信号 通路。拟南芥作为研究植物开花调控途径的模式 植物，它对环境条件比较敏感并且适于利用遗传 学技术对其开花机制展开研究，目前对控制其开 花时间尤其开花信号通路研究方面取得了很大进 展。环境因子是多种开花调控网络的组成部分， 遗传和分子生物学研究鉴定出 4 条调控植物开花
收稿日期：2020-04-26 基金项目：天津农学院研究生培养质量提升项目（101018） 作者简介：尹晟（1994—），男，硕士在读，从事果树遗传方面的研究。E-mail：554182342@。 通信作者：龙鸿（1964—），男，教授，博士，主要从事果树遗传、发育生物学研究。E-mail：longhong@。
的主要途径：光周期途径、自主开花途径、春化 途径和赤霉素（GA）途径[1-5]。
植物在长期进化过程中，形成了随着外界昼 夜循环同步变化的内在控制时长的生物学机制生物节律钟（circadian clocks），调控气孔开闭、 生长、光周期等生理过程[6]。光周期途径中的核心 调控蛋白 CONSTANS（CO）与数个信号系统相连， 如生物节律钟和光信号的光受体[5]，光信号则与内
植物花发育调控机制研究进展
植物花发育调控机制研究进展作为生命的基本单位，植物是地球上最重要的生物群体之一。
植物通过光合作用为人类提供了重要的食物和氧气。
同时，植物也是全球气候变化和环境污染等重大环境问题的重要解决方案之一。
而作为植物的重要部分之一，花朵是植物繁殖的重要器官，对我们了解植物生长发育的规律和生物学机制具有重要意义。
本文将探讨植物花发育调控机制的研究进展。
一、植物花的结构和发育特点花是植物的繁殖器官，通常由花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊四部分组成。
整个花的发育过程称为花序发生，包括原基形成、分化和扩张三个阶段。
植物的花序发生是受到遗传和环境因素的共同调控，如光周期、温度等对花的开花时间和花的数量产生影响。
二、植物花的基因调控机制植物花的开花是由内源性信号和外界环境信号共同调控的。
在这个过程中很多基因参与了花的发育和开放的过程。
其中FT基因是植物花发育调控中最重要的基因之一，它可以从叶片到顶端进行输送，转录调控其他基因使其合成蛋白以控制开花的时间。
此外，AP1、LFY、AG等基因也对花发育的不同阶段起到了重要的调控作用。
三、拟南芥在花发育调控机制研究中的应用拟南芥是一种模型植物，在研究花发育调控机制中起到了重要的作用。
拟南芥有短的生命周期、小的基因组且基因功能清晰，便于进行遗传转化和基因突变的实验研究，使得研究者可以通过对拟南芥的基因功能进行研究来推断其在其他植物中的功能。
四、花药分化过程中基因表达的调控花药分化是花的一个关键过程，花药通过分化成为生产花粉的器官。
花药分化是由一系列基因调控完成的，包括TAP3、UBOX基因等。
其中TPLATE基因是植物花药细胞逐渐分化为花粉细胞时的重要调控基因。
五、外界环境信号对植物花的发育影响植物花的发育过程受到外界环境因素的影响很大。
光周期是一种影响花的开放时间的重要因素，光周期较长时，花通常会开放比较晚，相应地，光周期较短时，花通常会开放比较早。
而除了光周期，温度、水分、营养等因素也影响着花的生长发育。
植物开花时间的分子遗传机制
植物开花时间的分子遗传机制植物是一个多样化的生物群体，它们不仅在形态结构上有着巨大的差异，而且在生长发育过程中也有着显著的差异。
其中，开花时间是植物生长发育过程中一个重要的阶段，也是植物进入繁殖期的关键阶段。
植物开花时间的分子遗传机制是指通过基因调控来影响植物开花时间的机制。
这一机制与植物生长发育的其他重要阶段密切相关。
本文将介绍植物开花时间的分子遗传机制，以及这一机制与植物生长发育的关系。
一、植物开花时间的影响因素植物开花时间的影响因素包括天气、温度、光照、土壤、水分、生理状态、遗传背景等。
其中，遗传因素是植物开花时间的主要影响因素。
为了更好地了解植物开花时间的遗传机制，科学家们对植物中的基因进行了深入的研究，并发现了一些与植物开花时间相关的基因。
二、植物开花时间的分子遗传机制植物开花时间的分子遗传机制主要通过基因构建来实现。
具体来说，植物中存在着一系列的开花相关基因，它们通过相互作用来完成植物开花时间的调控。
其中，FT基因是植物开花时间调控中最为关键的基因之一。
FT基因是由FD基因调控的，在不同物种中，FT基因的调控机制有所不同。
在拟南芥中，CO基因是FT基因的直接调控因子，在温度较低时不会表达，而在温度较高时则会被激活，从而促进FT基因表达，进而促进植物开花。
而在水稻中，Ghd7基因是FT基因的直接调控因子，在温度较低或日照时间较短时表达量较高，而在温度较高或日照时间较长时表达量较低，进而抑制FT基因的表达，从而延缓水稻开花时间。
此外，在植物开花时间的分子遗传机制中，还有一类被称为“花素”的化合物，它们也可以通过与开花相关基因的直接或间接作用，来影响植物的开花时间。
研究表明，AYS1基因（花素生物合成相关基因）突变会导致拟南芥植株出现晚熟花、迟开花和长果角等症状。
三、植物开花时间的调控机制对植物生长发育的影响植物开花时间的调控机制对植物生长发育有着直接的影响。
在不同的生长发育阶段，由于开花时间机制的不同调控，植物可以根据生态环境的变化，适时的劣化生长发育速度，从而保证其良好的适应性。
拟南芥At1g10300 基因调节叶形和开花时间
㊀Ｇｕｉｈａｉａ㊀Ａｕｇ．２０１７，３７（８）：１０００－１００７ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｕｉｈａｉａ－ｊｏｕｒｎａｌ．ｃｏｍＤＯＩ：１０．１１９３１／ｇｕｉｈａｉａ．ｇｘｚｗ２０１６０８００６引文格式：刘艺冉，杨笑，门淑珍．拟南芥Ａｔ１ｇ１０３００基因调节叶形和开花时间［Ｊ］．广西植物，２０１７，３７（８）：１０００－１００７ＬＩＵＹＲ，ＹＡＮＧＸ，ＭＥＮＳＺ．ＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓＡｔ１ｇ１０３００ｇｅｎｅｒｅｇｕｌａｔｅｓｌｅａｆｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｆｌｏｗｅｒｉｎｇｔｉｍｅ［Ｊ］．Ｇｕｉｈａｉａ，２０１７，３７（８）：１０００－１００７拟南芥Ａｔ１ｇ１０３００基因调节叶形和开花时间刘艺冉，杨㊀笑，门淑珍∗（南开大学生命科学学院植物生物学和生态学系，天津３０００７１）摘㊀要：核仁Ｇ蛋白１（ＮｕｃｌｅｏｌａｒＧｐｒｏｔｅｉｎ１，ＮＯＧ１）是一种高度保守的核仁ＧＴＰ酶，在真核生物中广泛存在，参与６０Ｓ核糖体亚基前体的组装㊂在线虫中敲减ＮＯＧ１的表达造成生长缓慢㊁虫体变小和寿命延长的表型，而过量表达ＮＯＧ１则使线虫的寿命缩短㊂拟南芥的Ａｔ１ｇ１０３００基因注释为ＮＯＧ１⁃２，但是其生物学功能还有待研究㊂该研究对其功能进行了初步研究，首先检测了该基因在拟南芥各个器官的表达情况㊂结果表明：该基因在７ｄ龄幼苗㊁茎生叶和花中均有表达，其中在花中表达量最高㊂获得了Ａｔ１ｇ１０３００基因的Ｔ⁃ＤＮＡ插入突变体，发现在长日照条件下，Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株的莲座紧凑，莲座叶片长宽比降低，但叶面积和植株高度与野生型相比无显著差异，表明其叶形发生改变；突变体植株的抽薹时间晚于野生型㊂荧光定量ＲＴ⁃ＰＣＲ结果表明，突变体植株中开花促进因子ＦＴ㊁ＣＯ和ＧＩ的表达水平下调，而开花抑制因子ＦＬＣ的表达水平上调㊂以上结果揭示Ａｔ１ｇ１０３００基因的突变影响了ＦＴ㊁ＣＯ㊁ＧＩ及ＦＬＣ基因的表达，使植株出现晚花表型㊂关键词：拟南芥，核仁Ｇ蛋白１，Ａｔ１ｇ１０３００基因，开花时间，叶形中图分类号：Ｑ９４５．４㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀文章编号：１０００⁃３１４２（２０１７）０８⁃１０００⁃０８ＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓＡｔ１ｇ１０３００ｇｅｎｅｒｅｇｕｌａｔｅｓｌｅａｆｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｆｌｏｗｅｒｉｎｇｔｉｍｅＬＩＵＹｉ⁃Ｒａｎ，ＹＡＮＧＸｉａｏ，ＭＥＮＳｈｕ⁃Ｚｈｅｎ∗（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｌａｎｔＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＥｃｏｌｏｇｙ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＮａｎｋａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＮｕｃｌｅｏｌａｒＧｐｒｏｔｅｉｎ１（ＮＯＧ１）ｉｓａｈｉｇｈｌｙｃｏｎｓｅｒｖｅｄｅｕｋａｒｙｏｔｉｃＧＴＰａｓｅ．ＮＯＧ１ｐｌａｙｓａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｐｒｅ⁃６０Ｓｒｉｂｏｓｏｍａｌｓｕｂｕｎｉｔｓ．Ｉｎｙｅａｓｔａｎｄａｎｉｍａｌｓ，ｄｅｐｌｅｔｉｏｎｏｆＮＯＧ１ｒｅｓｕｌｔｓｉｎｒｅｄｕｃｅｄｌｅｖｅｌｓｏｆ６０Ｓｒｉｂｏｓｏ⁃ｍａｌｓｕｂｕｎｉｔｓ，ａｂｅｒｒａｎｔｐｒｅ⁃ｒＲＮＡｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ａｎｄｂｌｏｃｋａｇｅｏｆ６０Ｓｒｉｂｏｓｏｍａｌｓｕｂｕｎｉｔｅｘｐｏｒｔ．ＡｒｅｃｅｎｔｓｔｕｄｙｉｎＣａｅ⁃ｎｏｒｈａｂｄｉｔｉｓｅｌｅｇａｎｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｋｎｏｃｋ⁃ｄｏｗｎＮＯＧ１ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｃａｕｓｅｓｓｌｏｗｅｒｇｒｏｗｔｈ，ｓｍａｌｌｅｒｂｏｄｙｓｉｚｅａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｄｌｉｆｅｓｐａｎ，ｗｈｅｒｅａｓｏｖｅｒ⁃ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＮＯＧ１ｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｅｃｒｅａｓｅｄｌｉｆｅｓｐａｎ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｐｌａｎｔＮＯＧ１ｈａｓｎｏｔｂｅｅｎｃｈａｒａｃｔｅｒ⁃ｉｚｅｄ．ＴｈｅＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓＡｔ１ｇ１０３００ｇｅｎｅｗａｓａｎｎｏｔａｔｅｄａｓＮＯＧ１－２．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｔｓｒｏｌｅｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｇｒｏｗｔｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐ⁃ｍｅｎｔｉｓｓｔｉｌｌｕｎｋｎｏｗｎ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｗｅｕｓｅｄｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ，ｇｅｎｅｔｉｃｓａｎｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｔｏｏｌｓｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｒｏｌｅｓｏｆ收稿日期：２０１６⁃１０⁃２２㊀㊀修回日期：２０１６⁃１２⁃２１基金项目：国家自然科学基金（３１５７０２４７，９１４１７３０８，９１０１７００９，３１４６０４５３）；天津市自然科学基金（１４ＪＣＹＢＪＣ４１２００）［ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（３１５７０２４７，９１４１７３０８，９１０１７００９，３１４６０４５３）；ｔｈｅＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＴｉａｎｊｉｎ（１４ＪＣＹＢＪＣ４１２００）］㊂作者简介：刘艺冉（１９９２－），女，河北邯郸人，硕士研究生，主要从事植物分子生物学研究，（Ｅ⁃ｍａｉｌ）ｎｋｌｉｕｙｉｒａｎ＠１６３．ｃｏｍ㊂∗通信作者：门淑珍，博士，教授，主要从事植物固醇的研究，（Ｅ⁃ｍａｉｌ）ｓｈｕｚｈｅｎｍｅｎ＠ｎａｎｋａｉ．ｅｄｕ．ｃｎ㊂ｔｈｅＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓＡｔ１ｇ１０３００ｇｅｎｅ．Ｗｅｆｉｒｓｔｌｙｕｓｅｄｓｅｍｉ⁃ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅＲＴ⁃ＰＣＲｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｌｅｖｅｌｓｏｆＡｔ１ｇ１０３００ｇｅｎｅｉｎｖａｒｉｏｕｓｔｉｓｓｕｅｓｏｆＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ７⁃ｄａｙ⁃ｏｌｄｓｅｅｄｌｉｎｇ，ｒｏｓｅｔｔｅｌｅａｆ，ｃａｕｌｉｎｅｌｅａｆ，ｓｔｅｍ，ｂｕｄａｎｄｆｌｏｗｅｒ．ＴｈｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅＡｔ１ｇ１０３００ｇｅｎｅｗａｓｄｅｔｅｃｔｅｄｉｎｓｅｅｄｌｉｎｇｓ，ｃａｕｌｉｎｅｌｅａｖｅｓａｎｄｂｌｏｏｍｉｎｇｆｌｏｗｅｒｓ．Ａｍｏｎｇｔｈｅｍ，ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｌｅｖｅｌｗａｓｄｅｔｅｃｔｅｄｉｎｂｌｏｏｍｉｎｇｆｌｏｗｅｒｓ．ＷｅｔｈｅｎｉｓｏｌａｔｅｄａＴ⁃ＤＮＡｉｎｓｅｒｔｉｏｎｍｕｔａｎｔａｌ⁃ｌｅｌｅｏｆｔｈｅＡｔ１ｇ１０３００ｇｅｎｅ．ＰｈｅｎｏｔｙｐｉｃａｎａｌｙｓｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅＡｔ１ｇ１０３００ｍｕｔａｎｔｈａｄｃｏｍｐａｃｔｒｏｓｅｔｔｅａｎｄｒｅｄｕｃｅｄｒａｔｉｏｏｆｌｅａｆｌｅｎｇｔｈ／ｗｉｄｔｈｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｗｉｌｄｔｙｐｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｌｅａｆａｒｅａｏｒｐｌａｎｔｈｅｉｇｈｔｂｅ⁃ｔｗｅｅｎｔｈｅＡｔ１ｇ１０３００ｍｕｔａｎｔａｎｄｗｉｌｄｔｙｐｅ．ＴｈｅｓｅｄａｔａｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｌｅａｆｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＡｔ１ｇ１０３００ｍｕｔａｎｔｗａｓａｌｔｅｒｅｄ．ＴｈｅＡｔ１ｇ１０３００ｍｕｔａｎｔａｌｓｏｄｉｓｐｌａｙｅｄａｌａｔｅｂｏｌｔｉｎｇｐｈｅｎｏｔｙｐｅｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｌｏｎｇ⁃ｄａｙｐｈｏｔｏｐｅｒｉｏｄ．Ｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｉｓｌａｔｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇｐｈｅｎｏｔｙｐｅ，ｗｅｕｓｅｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅＲＴ⁃ＰＣＲｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｔｒａｎ⁃ｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｌｅｖｅｌｓｏｆｋｅｙｇｅｎｅｓｏｆｔｈｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇｔｉｍｅｐａｔｈｗａｙ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇＦＬＯＷＥＲＩＮＧＬＯＣＵＳＴ（ＦＴ），ＣＯＮＳＴＡＮＳ（ＣＯ），ＧＩＧＡＮＴＥＡ（ＧＩ）ａｎｄＦＬＯＷＥＲＩＮＧＬＯＣＵＳＣ（ＦＬＣ）．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｌｅｖｅｌｓｏｆｔｈｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇｐｒｏｍｏｔｉｎｇｆａｃｔｏｒｓＦＴ，ＣＯａｎｄＧＩｗｅｒｅｄｏｗｎ⁃ｒｅｇｕｌａｔｅｄｉｎｔｈｅｍｕｔａｎｔｐｌａｎｔｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｗｉｌｄｔｙｐｅ，ｗｈｅｒｅａｓｔｈｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｌｅｖｅｌｓｏｆｔｈｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇｉｎｈｉｂｉｔｉｎｇｆａｃｔｏｒＦＬＣｗａｓｕｐ⁃ｒｅｇｕｌａｔｅｄ．Ｔａｋｅｎｔｏｇｅｔｈｅｒ，ｔｈｅｓｅｒｅｓｕｌｔｓｓｕｇｇｅｓｔｔｈａｔｍｕｔａｔｉｏｎｏｆＡｔ１ｇ１０３００ｇｅｎｅｄｅｌａｙｓｆｌｏｗｅｒｉｎｇｔｉｍｅｂｙｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｏｆＦＴ，ＣＯ，ＧＩａｎｄＦＬＣｇｅｎｅｓｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ．Ｏｕｒｄａｔａｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｌｉｋｅｉｔｓｏｒｔｈｏｌｏｇｉｎｗｏｒｍｓ，ｌｏｓｓ⁃ｏｆ⁃ｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆＡｔ１ｇ１０３００ｇｅｎｅａｌｓｏａｆｆｅｃｔｓＡｒ⁃ａｂｉｄｏｐｓｉｓｒｏｓｅｔｔｅｓｉｚｅａｎｄｌｉｆｅｓｐａｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ，ｎｕｃｌｅｏｌａｒＧｐｒｏｔｅｉｎ１（ＮＯＧ１），Ａｔ１ｇ１０３００ｇｅｎｅ，ｆｌｏｗｅｒｉｎｇｔｉｍｅ，ｌｅａｆｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ㊀㊀小Ｇ蛋白是一类通过结合并水解鸟嘌呤⁃５ᶄ⁃三磷酸（ＧＴＰ）成为鸟嘌呤⁃５ᶄ⁃二磷酸（ＧＤＰ）从而将细胞信号传递到下游因子的蛋白（Ｂｏｕｒｎｅｅｔａｌ，１９９１）㊂小Ｇ蛋白参与调控细胞生命活动的各个方面，包括细胞增殖㊁囊泡运输㊁微管骨架的组装和核糖体的生成㊂核仁Ｇ蛋白１（ＮｕｃｌｅｏｌａｒＧｐｒｏｔｅｉｎ１，ＮＯＧ１）是一种高度保守的核仁ＧＴＰ酶，在真核生物中广泛存在，参与６０Ｓ核糖体亚基前体的组装（Ｐａｒｋｅｔａｌ，２００１；Ｊｅｎｓｅｎｅｔａｌ，２００３；Ｋａｌｌｓｔｒｏｍｅｔａｌ，２００３）㊂在线虫中敲减ＮＯＧ１的表达造成生长缓慢㊁虫体变小和寿命延长的表型，而过量表达ＮＯＧ１则使线虫的寿命缩短（Ｋｉｍｅｔａｌ，２０１４）㊂Ｗｕｅｔａｌ（２０１６）对６０Ｓ核糖体亚基前体的结构解析发现，ＮＯＧ１与多个组装蛋白和核糖体ＲＮＡ相互作用，是６０Ｓ核糖体亚基组装和运输到核外的重要元件㊂目前关于植物ＮＯＧ１同源基因的研究报道相对较少㊂拟南芥中存在Ａｔ１ｇ５０９２０和Ａｔ１ｇ１０３００两个ＮＯＧ１的同源基因，分别注释为ＮＯＧ１⁃１和ＮＯＧ１⁃２，二者编码的蛋白均定位于细胞核中（Ｓｕｗａｓｔｉｋａｅｔａｌ，２０１４）㊂但其是否具有与酵母和线虫ＮＯＧ１蛋白类似的功能以及在植物生长发育中的作用还有待研究㊂拟南芥基因表达数据库的资料显示Ａｔ１ｇ１０３００基因在花中表达水平较其他组织高，故推测其可能与植物的开花相关㊂Ｈｅｏｅｔａｌ（２０１２）研究表明，钙离子依赖的Ｇ蛋白ＸＬＧ２（Ｅｘｔｒａ⁃ｌａｒｇｅＧＰｒｏｔｅｉｎ２，ＸＬＧ２）可以促进开花整合因子ＦＴ（ＦＬＯＷＥＲＩＮＧＬＯＣＵＳＴ）和ＳＯＣ１／ＡＧＬ２０（ＳＵＰＰＲＥＳＳＯＲＯＦＯＶＥＲＥＸＰＲＥＳＳＩＯＮＯＦＣＯＮＳＴＡＮＳ１）的表达，促使拟南芥提早开花㊂拟南芥的开花时间受许多内部和外部因素的调控，可归为４个基本途径，即光周期途径（ｐｈｏｔｏｐｅｒｉｏｄｐａｔｈｗａｙ）㊁自主途径（ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｐａｔｈｗａｙ）㊁春化途径（ｖｅｒｎａｌｉｚａｔｉｏｎｐａｔｈｗａｙ）和赤霉素途径（ＧＡｐａｔｈｗａｙ）（Ｍｏｕｒａｄｏｖｅｔａｌ，２００２；Ｓｉｍｐｓｏｎ＆Ｄｅａｎ，２００２）㊂一般认为有两个基因在这些促进开花途径的下游起作用，其中一个是ＣＯＮＳＴＡＮＳ（ＣＯ）基因，另一个是ＦＬＯＷ⁃ＥＲＩＮＧＬＯＣＵＳＣ（ＦＬＣ）基因（李昱等，２００７）㊂ＣＯ为光周期途径下游的主要调控因子，也是生物钟调节途径的关键基因，该基因编码具有两个Ｂ⁃ｂｏｘ类型锌指结构的ＧＡＴＡ转录因子，其Ｃ端有ＣＴＴ域（Ｐｕｔｔｅｒｉｌｌｅｔａｌ，１９９５；Ｓｕáｒｅｚ⁃Ｌóｐｅｚｅｔａｌ，２００１；张素芝和左建儒，２００６）㊂ＧＩ基因也属于光周期途经中，是独立于ＣＯ通过ｍｉＲ１７２来调节开花的（Ｊｕｎｇｅｔａｌ，２００７）㊂ＦＬＣ编码一个含ＭＡＤＳ结构域的转录因子，是开花抑制因子㊂自主途径和春化作用都是通过抑制ＦＬＣ的表达促进开花的㊂因此，ＦＬＣ是自主途径和春化途径的调节节点（Ｍｉｃｈａｅｌｓ＆Ａｍａｓｉｎｏ，２００１）㊂而成花素基因１００１８期刘艺冉等：拟南芥Ａｔ１ｇ１０３００基因调节叶形和开花时间ＦＴ在调控开花时间途径的下游起整合因子的作用（Ｓａｍａｃｈｅｔａｌ，２０００）㊂为了研究Ａｔ１ｇ１０３００基因的功能，我们通过半定量ＲＴ⁃ＰＣＲ测定了该基因在拟南芥各个组织器官的表达情况，并获得了该基因的纯合突变体，对其表型进行观察及定量分析，并运用荧光定量ＲＴ⁃ＰＣＲ测定了突变体中调控开花时间的关键基因ＣＯ㊁ＦＬＣ㊁ＦＴ等的表达情况，为进一步研究Ａｔ１ｇ１０３００基因在植物开花方面的调控机制奠定了基础㊂１㊀材料与方法１．１材料选用拟南芥哥伦比亚（Ｃｏｌｕｍｂｉａ，Ｃｏｌ⁃０）生态型作为研究材料㊂Ａｔ１ｇ１０３００基因的Ｔ⁃ＤＮＡ插入突变体ＳＡＬＫ＿０４３７０６订购自ＡＢＲＣ（ＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＲｅｓｏｕｒｃｅＣｅｎｔｅｒ）拟南芥种子库㊂１．２方法１．２．１拟南芥的培养㊀消毒：将拟南芥种子倒入１．５ｍＬ离心管中，加入１ｍＬ７０％乙醇消毒，颠倒混匀５ｍｉｎ后吸出液体；再用１ｍＬ１％的次氯酸钠消毒，颠倒混匀１０ｍｉｎ；吸出次氯酸钠，用无菌蒸馏水冲洗种子４ ５次，最后加入１ｍＬ无菌蒸馏水㊂为使种子萌发整齐，放入４ħ冰箱中，低温处理３ｄ㊂然后均匀铺在ＭＳ固体培养基表面，在植物光照培养箱中竖直放置㊂待培养至７ｄ，将幼苗移到土中，在光周期为１６ｈ光／８ｈ暗的培养室中培养㊂１．２．２拟南芥ＤＮＡ的提取㊀在１．５ｍＬ的离心管中加入４００μＬＤＮＡ提取缓冲液（０．２ｍｏｌ㊃Ｌ⁃１Ｔｒｉｓ⁃ＨＣｌ㊁０．２５ｍｏｌ㊃Ｌ⁃１ＮａＣｌ㊁０．５％ＳＤＳ㊁０．０２５ｍｏｌ㊃Ｌ⁃１ＥＤＴＡ），取约１ｃｍ２的拟南芥叶片（３ ４周龄植株）放入上述ＤＮＡ提取缓冲液中，用研磨棒将叶片研碎成匀浆㊂之后１４０００ｒ㊃ｍｉｎ⁃１离心１０ｍｉｎ，用移液枪吸取２００μＬ上清转移到新管中，加入４００μＬ无水乙醇，颠倒混匀㊂１００００ｒ㊃ｍｉｎ⁃１离心１ｍｉｎ，倒掉上清，沉淀于室温下晾干㊂最后加入５０ １００μＬ无菌水溶解ＤＮＡ㊂提取到的拟南芥基因组ＤＮＡ可在４ħ条件下保存至少１个月㊂１．２．３总ＲＮＡ的提取和ｃＤＮＡ的合成㊀分别采集野生型拟南芥的７ｄ龄幼苗㊁莲座叶㊁茎生叶㊁茎的第二节间㊁花苞和盛开的花用于Ａｔ１ｇ１０３００基因表达模式的分析㊂采集２４ｄ苗龄的野生型和突变体植株的莲座叶用于突变体植株的转录水平分析㊂分别取约１００ｍｇ植物材料，用 酸性酚－硫氰酸胍－酚氯仿提取法 提取总ＲＮＡ，对得到的总ＲＮＡ进行琼脂糖凝胶电泳检测其质量；对粗提后的ＲＮＡ进行ＤＮＡａｓｅＩ消化并除去多糖㊁蛋白质等成分，用琼脂糖凝胶电泳检测纯化后的ＲＮＡ的质量㊂用反转录试剂盒对２μｇ总ＲＮＡ进行反转录，在ＰＣＲ仪中４２ħ反应３０ｍｉｎ，８５ħ保温５ｍｉｎ使酶失活，即合成ｃＤＮＡ㊂１．２．４半定量ＲＴ⁃ＰＣＲ分析㊀采用反转录后合成的ｃＤＮＡ，通过ＰＣＲ检测Ａｔ１ｇ１０３００基因的转录水平，并选用ＡＣＴＩＮ２基因作为内参㊂反应程序：预变性９４ħ５ｍｉｎ；变性９４ħ３０ｓ，退火５７ħ３０ｓ，延伸７２ħ３０ｓ，３５个循环㊂共进行３次实验重复㊂１．２．５荧光定量ＲＴ⁃ＰＣＲ分析㊀以２４ｄ苗龄的野生型和突变体植株的莲座叶的总ＲＮＡ反转录得到的ｃＤＮＡ作模板，以ＡＣＴＩＮ２基因为内参，进行定量ＰＣＲ反应㊂采用ＰｒｉｍｅｒＰｒｅｍｉｅｒ５．０软件设计Ａｔ１ｇ１０３００基因的特异引物作为扩增引物㊂扩增程序如下：预变性９４ħ２ｍｉｎ；变性９４ħ１０ｓ，退火６０ħ１０ｓ，延伸７２ħ３０ｓ，４０个循环㊂３次实验重复㊂２㊀结果与分析２．１Ａｔ１ｇ１０３００基因的表达模式为了探究Ａｔ１ｇ１０３００基因在拟南芥中的时空表达模式，我们取野生型拟南芥的７ｄ龄幼苗㊁莲座叶㊁茎生叶㊁第二节间茎㊁花苞和盛开的花作为材料，提取其总ＲＮＡ并反转录获得ｃＤＮＡ，通过ＲＴ⁃ＰＣＲ来检测拟南芥不同组织中Ａｔ１ｇ１０３００基因的表达水平㊂结果显示Ａｔ１ｇ１０３００基因在成熟的花中表达量最高，在７ｄ幼苗和茎生叶中也有一定的表达（图１）㊂这暗示着Ａｔ１ｇ１０３００基因对拟南芥的开花有一定作用㊂２．２Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株的获得及分子鉴定为研究Ａｔ１ｇ１０３００基因在拟南芥中的功能，我们获得可稳定遗传的Ａｔ１ｇ１０３００突变体，为Ｔ⁃ＤＮＡ插入突变体，插入位点位于该基因的第二个外显子２００１广㊀西㊀植㊀物３７卷图１㊀Ａｔ１ｇ１０３００基因在拟南芥不同组织中的表达情况Ｆｉｇ．１㊀ＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎｌｅｖｅｌｓｏｆＡｔ１ｇ１０３００ｇｅｎｅｉｎｖａｒｉｏｕｓＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｉｓｓｕｅｓ（图２：Ａ）㊂进一步通过ＲＴ⁃ＰＣＲ分析该基因在野生型和突变体中的表达情况㊂结果表明野生型Ｃｏｌ⁃０中Ａｔ１ｇ１０３００基因可以正常表达，且扩增产物大小符合预期，而突变体植株中检测不到Ａｔ１ｇ１０３００基因的表达（图２：Ｂ）㊂综合以上结果，可以确定获得的Ａｔ１ｇ１０３００基因的突变体为敲除突变体㊂图２㊀Ａｔ１ｇ１０３００突变体的分子鉴定㊀Ａ．Ａｔ１ｇ１０３００基因结构以及Ａｔ１ｇ１０３００突变体Ｔ⁃ＤＮＡ插入位点示意图；Ｂ．ＲＴ⁃ＰＣＲ电泳结果，显示ＳＡＬＫ＿０４３７０６突变体是Ａｔ１ｇ１０３００基因表达缺失突变体㊂Ｆｉｇ．２㊀ＭｏｌｅｃｕｌａｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＡｔ１ｇ１０３００ｍｕｔａｎｔＡ．ＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＴ⁃ＤＮＡｉｎｓｅｒｔｉｏｎｓｉｔｅｏｆＡｔ１ｇ１０３００ｇｅｎｅ；Ｂ．ＲＴ⁃ＰＣＲａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｌｅｖｅｌｓｏｆｔｈｅＡｔ１ｇ１０３００ｇｅｎｅｉｎｗｉｌｄ⁃ｔｙｐｅａｎｄｍｕｔａｎｔ．２．３Ａｔ１ｇ１０３００突变体叶形改变对Ａｔ１ｇ１０３００基因突变体植株的生长发育情况进行观察，发现与野生型相比，Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株莲座形态较紧凑（图３：Ａ），测量结果也表明其莲座直径显著小于野生型（图３：Ｂ）㊂为探究产生这一表型的原因，首先测量了植株的叶柄长度，发现Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株与野生型的叶柄长度无显著差异（图３：Ｃ）㊂接下来测量了叶片长度和叶片宽度，结果显示Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株的叶片长度比野生型小０．４ ０．７ｃｍ（图３：Ｄ），且差异极显著（Ｐ＜０．０１），叶片宽度比野生型多０．３ ０．５ｃｍ（图３：Ｅ），且差异极显著（Ｐ＜０．０１），计算得出Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株与野生型相比叶片长宽比显著降低（Ｐ＜０．０１）（图３：Ｆ）㊂而经测量发现，虽然突变体植株叶片长度和宽度发生变化，但其叶面积与野生型相比并无显著差异（图３：Ｇ），植株高度（图３：Ｈ）也无显著变化㊂以上结果表明，Ａｔ１ｇ１０３００突变体特异地影响了叶片的形态，使叶片长度缩短，宽度变宽，造成莲座紧凑的表型㊂２．４Ａｔ１ｇ１０３００突变体开花延迟观察发现Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株开花明显晚于野生型（图４：Ａ）㊂拟南芥植株在营养生长过程中莲座叶持续成对出现直至其转变为生殖生长，而植株的抽薹正是其由营养生长转变为生殖生长的重要节点，因此为了准确衡量野生型与Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株的开花时间，选取植株抽薹时间以及植株抽薹时的叶片数来进行统计㊂结果显示Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株比野生型植株抽薹时间晚３ ５ｄ（图４：Ｂ），开花时突变体莲座叶片数比野生型多７ １０片（图４：Ｃ）㊂以上结果表明，Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株出现明显的开花延迟的表型㊂２．５Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株中开花时间相关基因的表达量改变基于上述表型观察及统计结果，对于Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株开花推迟的分子机制开展进一步探究㊂首先选择控制植物由营养生长转变为生殖生长的关键基因ＦＴ，测定其在野生型及突变体中的相对表达水平，发现在Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株中ＦＴ基因的相对表达量比野生型降低了一倍多（图５：Ａ）㊂接下来测定了控制开花时间的正调节基因ＣＯ㊁ＧＩ以及负调节基因ＦＬＣ的转录情况，结果表明在Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株中ＣＯ及ＧＩ基因的相对表达量比野生型降低５０％左右（图５：Ｂ⁃Ｃ）；而突变体中开花时间负调节因子ＦＬＣ的相对表达量则比野生型提高２０多倍（图５：Ｄ）㊂因此，Ａｔ１ｇ１０３００基因突变使开花时间正调节基因ＦＴＣＯ和ＧＩ的转录水平降低，使开花抑制基因ＦＬＣ的表达上调，造成突变３００１８期刘艺冉等：拟南芥Ａｔ１ｇ１０３００基因调节叶形和开花时间体植株晚花的表型㊂３㊀讨论本研究通过植物生理学㊁遗传学和分子生物学手段初步分析了拟南芥注释为编码ＮＯＧ１的Ａｔ１ｇ１０３００基因的功能㊂对Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株的表型观察表明，突变体开花延迟，并检测了Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株中ＣＯ㊁ＧＩ㊁ＦＬＣ和ＦＴ基因的相对表达情况㊂本研究结果表明，由于Ａｔ１ｇ１０３００基因功能的缺失，导致ＣＯ和ＧＩ基因表达量降低，ＦＬＣ基因表达量升高，进而影响ＦＴ基因表达量降低，最终导致突变体植株的晚花表型㊂但是，Ａｔ１ｇ１０３００基因是如何调节这些开花时间相关基因的表达还有待进一步研究㊂线虫中的研究发现，ＮＯＧ１基因可通过胰岛素信号通路调节线虫的脂肪积累㊁生长速率和寿命长短（Ｋｉｍｅｔａｌ，２０１４）㊂拟南芥Ａｔ１ｇ１０３００基因是否通过某种信号通路调节开花基因的表达还有待后续的研究㊂Ａｔ１ｇ１０３００突变体莲座叶形态发生改变，与野生型相比突变体莲座叶片变短㊁变宽，但叶面积无显著差异㊂叶在空间三维轴向上的极性包括第一维轴向是基 顶轴（ｐｒｏｘｉｍａｌ⁃ｄｉｓｔａｌａｘｉｓ），基部靠近茎顶端分生组织分化出叶柄，远离茎顶端分生组织分化出叶片㊂第二个轴向是中 侧轴（ｍｅｄｉａｌ⁃ｌａｔｅｒａｌａｘｉｓ），沿着叶的中脉向叶的边缘水平扩展的方向㊂第三个轴向是近 远轴（ａｄａｘｉａｌ⁃ａｂａｘｉａｌａｘｉｓ），也称背 腹轴（ｄｏｒｓａｌ⁃ｖｅｎｔｒａｌａｘｉｓ），叶原基靠近茎顶端分生组织的一侧称为近轴面（背面），远离茎顶端分生组织的一侧称为远轴面（腹面）㊂本研究中，Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株的基 顶轴分化显著缩短，中 侧轴分化显著增加，长宽比显著缩短㊂拟南芥的叶沿基 顶轴分化会产生基部的叶柄和顶部的叶片，ＲＯＴＵＮＤＩＦＯＬＩＡ３／４（ＲＯＴ３／４）是调控拟南芥叶基 顶轴极性的两个基因㊂ＲＯＴ３编码细胞色素Ｐ４５０家族的ＣＹＰ９０Ｃ１，参与油菜素内脂（ＢＲ）的合成，可能通过ＢＲ影响细胞的极性扩展来调节叶的长度（Ｋｉｍｅｔａｌ，２００５）㊂ＲＯＴ４编码一种小肽，可能通过抑制细胞在基 顶轴方向的分裂来调节叶的长度（Ｎａｒｉｔａｅｔａｌ，２００４）㊂拟南芥ＡＮＧＵＳＴＩ⁃ＦＯＬＩＡ（Ｆｏｌｋｅｒｓｅｔａｌ，２００２；Ｋｉｍｅｔａｌ，２００２）和ＳＰＩＫＥ１主要通过影响细胞在中 侧轴方向的生长来调节叶的宽度（Ｔｓｕｇｅｅｔａｌ，１９９６），而ＡＮＧＵＳＴＩ⁃ＦＯＬＩＡ３则主要通过调控中 侧轴方向上的细胞数量来调控叶的宽度（Ｈｏｒｉｇｕｃｈｉｅｔａｌ，２００５）㊂叶在基 顶轴和中 侧轴两个轴向上的协调生长，决定了叶具有一定的长／宽比（Ｔｓｕｋａｙａ，２００６）㊂Ａｔ１ｇ１０３００基因的缺失，可能影响到上述调节叶片形态的相关基因的表达，进而产生叶片长宽比显著减小的表型㊂综上所述，本研究获得了Ａｔ１ｇ１０３００基因功能缺失的突变体，其与野生型相比出现了明显的开花延迟，莲座叶片形态改变的表型㊂突变体中开花时间的正调节因子ＣＯ㊁ＧＩ㊁ＦＴ基因的相对表达量显著降低，而负调节因子ＦＬＣ基因的相对表达量显著升高㊂以上结果表明Ａｔ１ｇ１０３００基因在调控植物的生长发育中起到重要作用，也为今后深入研究Ａｔ１ｇ１０３００基因在植物开花过程和叶形态建成中的作用打下了基础㊂参考文献：ＢＯＵＲＮＥＨＲ，ＳＡＮＤＥＲＳＤＡ，ＭＣＣＯＲＭＩＣＫＦ，１９９１．ＴｈｅＧＴＰａｓｅｓｕｐｅｒｆａｍｉｌｙ：ｃｏｎｓｅｒｖｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，３４９（６３０５）：１１７－１２７．ＤＵＧＡＳＤＶ，ＢＡＲＴＥＬＢ，２００４．ＭｉｃｒｏＲＮＡｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎｐｌａｎｔｓ［Ｊ］．ＣｕｒｒＯｐｉｎＰｌａｎｔＢｉｏｌ，７（５）：５１２－５２０．ＥＭＥＲＹＪＦ，ＦＬＯＹＤＳＫ，ＡＬＶＡＲＥＺＪ，２００３．ＲａｄｉａｌｐａｔｔｅｒｎｉｎｇｏｆＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｓｈｏｏｔｓｂｙｃｌａｓｓＩＩＩＨＤ⁃ＺＩＰａｎｄＫＡＮＡＤＩｇｅｎｅｓ［Ｊ］．ＣｕｒｒＢｉｏｌ，１３（２０）：１７６８－１７７４．ＦＯＬＫＥＲＳＵ，ＫＩＲＩＫＶ，ＳＣＨＯＢＩＮＧＥＲＵ，ｅｔａｌ，２００２．ＴｈｅｃｅｌｌｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｓｉｓｇｅｎｅＡＮＧＵＳＴＩＦＯＬＩＡｅｎｃｏｄｅｓａＣｔＢＰ／ＢＡＲＳ⁃ｌｉｋｅｐｒｏｔｅｉｎａｎｄｉｓｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｍｉ⁃ｃｒｏｔｕｂｕｌｅｃｙｔｏｓｋｅｌｅｔｏｎ［Ｊ］．ＥＭＢＯＪ，２１（６）：１２８０－１２８８．ＨＥＯＪＢ，ＳＵＮＧＳ，ＡＳＳＭＡＮＮＳＭ，２０１２．Ｃａ２＋⁃ｄｅｐｅｎｄｅｎｔＧＴ⁃Ｐａｓｅ，ｅｘｔｒａ⁃ｌａｒｇｅＧｐｒｏｔｅｉｎ２（ＸＬＧ２），ｐｒｏｍｏｔｅｓａｃｔｉｖａｔｉｏｎｏｆＤＮＡ⁃ｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎｒｅｌａｔｅｄｔｏｖｅｒｎａｌｉｚａｔｉｏｎ１（ＲＴＶ１），ｌｅａｄｉｎｇｔｏａｃｔｉｖａｔｉｏｎｏｆｆｌｏｒａｌｉｎｔｅｇｒａｔｏｒｇｅｎｅｓａｎｄｅａｒｌｙｆｌｏｗｅｒ⁃ｉｎｇｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ［Ｊ］．ＪＢｉｏｌＣｈｅｍ，２８７（１１）：８２４２－８２５３．ＨＯＲＩＧＵＣＨＩＧ，ＫＩＭＧＴ，ＴＳＵＫＡＹＡＨ，２００５．Ｔｈｅｔｒａｎｓｃｒｉｐ⁃ｔｉｏｎｆａｃｔｏｒＡｔＧＲＦ５ａｎｄｔｈｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｃｏａｃｔｉｖａｔｏｒＡＮ３ｒｅｇｕｌａｔｅｃｅｌｌｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎｉｎｌｅａｆｐｒｉｍｏｒｄｉａｏｆＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＪ，４３（１）：６８－７８．ＪＥＮＳＥＮＢＣ，ＷＡＮＧＱ，ＫＩＦＥＲＣＴ，２００３．ＴｈｅＮＯＧ１ＧＴＰ⁃ｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎｉｓｒｅｑｕｉｒｅｄｆｏｒｂｉｏｇｅｎｅｓｉｓｏｆｔｈｅ６０ｓｒｉｂｏｓｏｍａｌｓｕｂｕｎｉｔ［Ｊ］．ＪＢｉｏｌＣｈｅｍ，２７８：３２２０４－３２２１１．４００１广㊀西㊀植㊀物３７卷图３㊀Ａｔ１ｇ１０３００突变体叶片形态改变㊀Ａ．四周苗龄的野生型和Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株；Ｂ－Ｇ．２４ｄ苗龄的野生型和Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株的莲座直径，叶片长度，叶片宽度，叶柄长度，叶片长宽比和叶面积；Ｈ．野生型和Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株最终植株高度；Ｉ．展示叶片长度㊁宽度和叶柄长度的测量方法㊂ｎ＝２０，３次实验重复，∗∗表示极显著差异，经ｔ检验，Ｐ＜０．０１㊂下同㊂Ｆｉｇ．３㊀Ａｔ１ｇ１０３００ｍｕｔａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｎｌｅａｆｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ㊀Ａ．Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓｏｆｆｏｕｒ⁃ｗｅｅｋ⁃ｏｌｄｗｉｌｄ⁃ｔｙｐｅａｎｄＡｔ１ｇ１０３００ｍｕｔａｎｔ；Ｂ－Ｇ．Ｒｏｓｅｔｔｅｄｉａｍｅｔｅｒ，ｌｅｎｇｔｈａｎｄｗｉｄｔｈｏｆｌｅａｆ，ｌｅｎｇｔｈｏｆｐｅｔｉｏｌｅ，ｒａｔｉｏｏｆｌｅａｆｌｅｎｇｔｈ／ｗｉｄｔｈ，ａｎｄｌｅａｆａｒｅａｏｆ２４⁃ｄａｙ⁃ｏｌｄｗｉｌｄ⁃ｔｙｐｅａｎｄＡｔ１ｇ１０３００ｍｕｔａｎｔ；Ｈ．Ｈｅｉｇｈｔｏｆｍａｔｕｒｅｗｉｌｄ⁃ｔｙｐｅａｎｄＡｔ１ｇ１０３００ｍｕｔａｎｔｐｌａｎｔｓ；Ｉ．Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｍｅａｓｕｒｉｎｇｏｆｌｅｎｇｔｈａｎｄｗｉｄｔｈｏｆｌｅａｆ，ａｎｄｌｅｎｇｔｈｏｆｐｅｔｉｏｌｅ．Ｔｈｅｄａｔａｗｅｒｅｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｔｈｒｅｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｓｔｈｅｘʃｓ（ｎ＝２０ｆｏｒｔｈｒｅｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，∗∗ｍｅａｎｓｅｘｔｒｅｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ，Ｐ＜０．０１，Ｓｔｕｄｅｎｔ ｓｔ⁃ｔｅｓｔ）．Ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．ＪＵＮＧＪ，ＳＥＯＹ，ＳＥＯＰＪ，２００７．ＴｈｅＧＩＧＡＮＴＥＡ⁃ｒｅｇｕｌａｔｅｄｍｉｃｒｏＲＮＡ１７２ｍｅｄｉａｔｅｓｐｈｏｔｏｐｅｒｉｏｄｉｃｆｌｏｗｅｒｉｎｇｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｆＣＯＮＳＴＡＮＳｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＣｅｌｌ，１９（９）：２７３６－２７４８．ＪＵＡＲＥＺＭＴ，ＫＵＩＪＳ，ＴＨＯＭＡＳＪ，２０００．ＭｉｃｒｏＲＮＡ⁃ｍｅｄｉａｔｅｄｒｅｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｒｏｌｌｅｄｌｅａｆ１ｓｐｅｃｉｆｉｅｓｍａｉｚｅｌｅａｆｐｏｌａｒｉｔｙ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，４２８（６９７８）：８４－８８．ＫＡＬＬＳＴＲＯＭＧ，ＨＥＤＧＥＳＪ，ＪＯＨＮＳＯＮＡ，２００３．Ｔｈｅｐｕｔａ⁃ｔｉｖｅＧＴＰａｓｅｓＮｏｇ１ｐａｎｄＬｓｇ１ｐａｒｅｒｅｑｕｉｒｅｄｆｏｒ６０Ｓｒｉｂｏｓｏｍａｌｓｕｂｎｉｔｂｉｏｇｅｎｅｓｉｓａｎｄａｒｅｌｏｃａｌｉｚｅｄｔｏｔｈｅｎｕｃｌｅｕｓａｎｄｃｙｔｏｐｌａｓｍ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ［Ｊ］．ＭｏｌＣｅｌｌＢｉｏｌ，２３（１２）：４３４４－４３５５．ＫＩＤＮＥＲＣ．Ａ，ＭＡＲＴＩＥＮＳＳＥＮＲＡ，２００４．ＳｐａｔｉａｌｌｙｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄｍｉｃｒｏＲＮＡｄｉｒｅｃｔｓｌｅａｆｐｏｌａｒｉｔｙｔｈｒｏｕｇｈＡＲＧＯＮＡＵＴＥ１［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，４２８（６９７８）：８１－８４．ＫＩＭＹＩ，ＢＡＮＤＹＯＰＡＤＨＹＡＹＪ，ＣＨＯＩ，ｅｔａｌ，２０１４．ＮｕｃｌｅｏｌａｒＧＴＰａｓｅＮＯＧ⁃１ｒｅｇｕｌａｔｅｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｆａｔｓｔｏｒａｇｅ，ａｎｄｌｏｎｇｅｖｉｔｙｔｈｒｏｕｇｈｉｎｓｕｌｉｎ／ＩＧＦｓｉｇｎａｌｉｎｇｉｎＣ．ｅｌｅｇａｎｓ［Ｊ］．ＭｏｌＣｅｌｌｓ，３７（１）：５１－５７．ＫＩＭＧＴ，ＦＵＪＩＯＫＡＳ，ＫＯＺＵＫＡＴ，ｅｔａｌ，２００５．ＣＹＰ９０Ｃ１ａｎｄＣＹＰ９０Ｄ１ａｒｅｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｅｐｓｉｎｔｈｅｂｒａｓｓｉｎｏｓｔｅｒｏｉｄｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐａｔｈｗａｙｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＪ，４１５００１８期刘艺冉等：拟南芥Ａｔ１ｇ１０３００基因调节叶形和开花时间图４㊀Ａｔ１ｇ１０３００突变体开花延迟㊀Ａ．五周龄的野生型和Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株；Ｂ．野生型和Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株的抽薹时间；Ｃ．野生型和Ａｔ１ｇ１０３００突变体植株抽苔时的莲座叶片数㊂Ｆｉｇ．４㊀Ｌａｔｅ⁃ｆｌｏｗｅｒｉｎｇｐｈｅｎｏｔｙｐｅｏｆＡｔ１ｇ１０３００ｍｕｔａｎｔ㊀Ａ．Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓｏｆｆｉｖｅ⁃ｗｅｅｋ⁃ｏｌｄｗｉｌｄ⁃ｔｙｐｅａｎｄＡｔ１ｇ１０３００ｍｕｔａｎｔ；Ｂ．Ｂｏｌｔｉｎｇｔｉｍｅｏｆｗｉｌｄ⁃ｔｙｐｅａｎｄＡｔ１ｇ１０３００ｍｕｔａｎｔ；Ｃ．Ｒｏｓｅｔｔｅｌｅａｆｎｕｍｂｅｒｏｆｗｉｌｄ⁃ｔｙｐｅａｎｄＡｔ１ｇ１０３００ｍｕｔａｎｔａｔｂｏｌｔｉｎｇ．图５㊀Ａｔ１ｇ１０３００突变体中开花时间相关基因的相对表达量Ｆｉｇ．５㊀Ｒｅｌａｔｉｖｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｌｅｖｅｌｓｏｆｆｌｏｗｅｒｉｎｇ⁃ｔｉｍｅｇｅｎｅｓｉｎＡｔ１ｇ１０３００ｍｕｔａｎｔ（５）：７１０－７２１．ＬＩＹ，ＬＵＯＺＰ，ＺＨＡＯＳＱ，２００７．Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｐａｔｈｗａｙｏｆｆｌｏｗ⁃ｅｒｉｎｇｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌＣｏｍｍ，４３（５）：７９９－８０４．［李昱，罗志鹏，赵淑清，２００７．拟南芥开花时间调控的整合途径［Ｊ］．植物生理学通讯，４３（５）：７９９－８０４．］ＭＡＬＬＯＲＹＡＣ，ＲＥＩＮＨＡＲＴＢＪ，ＪＯＮＥＳ⁃ＲＨＯＡＤＥＳＭＷ，２００４．ＭｉｃｒｏＲＮＡｃｏｎｔｒｏｌｏｆＰＨＡＢＵＬＯＳＡｉｎｌｅａｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ：６００１广㊀西㊀植㊀物３７卷ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｐａｉｒｉｎｇｔｏｔｈｅｍｉｃｒｏＲＮＡ５ ｒｅｇｉｏｎ［Ｊ］．ＥｍｂｏＪ，２３（１６）：３３５６－３３６４．ＭＩＣＨＡＥＬＳＳＤ，ＡＭＡＳＩＮＯＲＭ，２００１．ＬｏｓｓｏｆｆｌｏｗｅｒｉｎｇｌｏｃｕｓＣａｃｔｉｖｉｔｙｅｌｉｍｉｎａｔｅｓｔｈｅｌａｔｅ⁃ｆｌｏｗｅｒｉｎｇｐｈｅｎｏｔｙｐｅｏｆｆｒｉｇｉｄａａｎｄａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｐａｔｈｗａｙｍｕｔａｔｉｏｎｓｂｕｔｎｏｔｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｎｅｓｓｔｏｖｅｒｎａｌｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＣｅｌｌ，１３（４）：９３５－９４１．ＭＯＵＲＡＤＯＶＡ，ＣＲＥＭＥＲＦ，ＣＯＵＰＬＡＮＤＧ，２００２．Ｃｏｎｔｒｏｌｏｆｆｌｏｗｅｒｉｎｇｔｉｍｅ：ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇｐａｔｈｗａｙｓａｓａｂａｓｉｓｆｏｒｄｉｖｅｒｓｉｔｙ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＣｅｌｌ，１４：１１１－１３０．ＮＡＲＩＴＡＮＮ，ＭＯＯＲＥＳ，ＨＨＯＩＧＵＣＨＩＧ，ｅｔａｌ，２００４．Ｏｖｅｒ⁃ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆａｎｏｖｅｌｓｍａｌｌｐｅｐｔｉｄｅＲＯＴＵＮＤＩＦＯＬＩＡ４ｄｅ⁃ｃｒｅａｓｅｓｃｅｌｌｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎａｎｄａｌｔｅｒｓｌｅａｆｓｈａｐｅｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＪ，３８：６９９－７１３．ＰＡＲＫＪＨ，ＪＥＮＳＥＮＢＣ，ＫＩＦＥＲＣＴ，ｅｔａｌ，２００１．Ａｎｏｖｅｌｎｕ⁃ｃｌｅｏｌａｒＧ⁃ｐｒｏｔｅｉｎｃｏｎｓｅｒｖｅｄｉｎｅｕｋａｒｙｏｔｅｓ［Ｊ］．ＣｅｌｌＳｃｉ，１１４（Ｐｔ１）：１７３－１８５．ＰＵＴＴＥＲＩＬＬＪ，ＲＯＢＳＯＮＦ，ＬＥＥＫ，ｅｔａｌ，１９９５．ＴｈｅＣＯＳＴ⁃ＡＮＳｇｅｎｅｏｆＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｐｒｏｍｏｔｅｓｆｌｏｗｅｒｉｎｇａｎｄｅｎｃｏｄｅｓａｐｒｏｔｅｉｎｓｈｏｗｉｎｇｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓｔｏｚｉｎｃ⁃ｆｉｇｅｒｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｃｅｌｌ，８０：８４７－８５７．ＳＡＭＡＣＨＡ，ＯＮＯＵＣＨＨ，ＧＯＬＤＳＥ，２０００．ＤｉｓｔｉｎｃｔｒｏｌｅｓｏｆＣＯＮＳＴＡＮＳｔａｒｇｅｔｇｅｎｅｓｉｎｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＡｒａ⁃ｂｉｄｏｐｓｉｓ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８８（５４７１）：１６１３－１６１６．ＳＩＭＰＳＯＮＧＧ，ＤＥＡＮＣ，２００２．Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ，ｔｈｅＲｏｓｅｔｔａｓｔｏｎｅｏｆｆｌｏｗｅｒｉｎｇｔｉｍｅ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ，２９６（５５６６）：２８５－２８９．ＳＵＡＲＥＺ⁃ＬＯＰＥＺＰ，ＷＨＥＡＴＬＥＹＫ，ＲＯＢＳＯＮＦ，２００１．ＣＯＮ⁃ＳＴＡＮＳｍｅｄｉａｔｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｉｒｃａｄｉａｎｃｌｏｃｋａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｆｌｏｗｅｒｉｎｇｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，４１０（６８３２）：１１１６－１１２０．ＳＵＷＡＳＴＩＫＡＩＮ，ＤＥＮＡＷＡＭ，ＹＯＭＯＧＩＪＡＲＡ，２０１４．Ｅｖｉｄｅｎｃｅｆｏｒｌａｔｅｒａｌｇｅｎｅｔｒａｎｓｆｅｒ（ＬＧＴ）ｉｎｔｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｅｕｂａｃｔｅｒｉａ⁃ｄｅｒｉｖｅｄｓｍａｌｌＧＴＰａｓｅｓｉｎｐｌａｎｔｏｒｇａｎｅｌｌｅｓ［Ｊ］．ＦｒｏｎｔＰｌａｎｔＳｃｉ，５：６７８．ＴＳＵＧＥＴ，ＴＳＵＫＡＹＡＨ，ＵＣＨＩＭＩＹＡＨ，１９９６．Ｔｗｏｉｎｄｅｐｅｎｄ⁃ｅｎｔａｎｄｐｏｌａｒｉｚｅｄｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｃｅｌｌｅｌｏｎｇａｔｉｏｎｒｅｇｕｌａｔｅｌｅａｆｂｌａｄｅｅｘｐａｎｓｉｏｎｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ（Ｌ．）［Ｊ］．ＨｅｙｎｈＤｅｖ，１２２（５）：１５８９－１６００．ＴＳＵＫＡＹＡＨ，２００６．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｌｅａｆ⁃ｓｈａｐｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡｎｎＲｅｖＰｌａｎｔＢｉｏｌ，５７：４７７－４９６．ＷＵＳ，ＴＵＴＵＮＣＵＯＧＬＵＢ，ＹＡＮＫ，ｅｔａｌ，２０１６．Ｄｉｖｅｒｓｅｒｏｌｅｓｏｆａｓｓｅｍｂｌｙｆａｃｔｏｒｓｒｅｖｅａｌｅｄｂｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｌａｔｅｎｕｃｌｅａｒｐｒｅ⁃６０Ｓｒｉｂｏｓｏｍｅｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，５３４（７６０５）：１３３－１３７．ＹＡＯＹ，ＷＡＮＧＸＰ，２０１５．ＭｏｌｅｃｕｌａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｆｌｏｗｅｒｉｎｇｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ［Ｊ］．ＪＡｎｈｕｉＡｇｒｉｃＳｃｉ，４３（９）：７－１０．［姚远，王晓萍，２０１５．拟南芥开花相关的分子调控机制的研究［Ｊ］．安徽农业科学，４３（９）：７－１０．］ＺＨＡＮＧＳＺ，ＺＵＯＪＲ，２００６．ＡｄｖａｎｃｅｉｎｔｈｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ［Ｊ］．ＰｒｏｇＢｉｏｃｈｅｍＢｉｏｐｈｙｓ，３３（４）：３０１－３０９．［张素芝，左建儒，２００６．拟南芥开花时间调控的研究进展［Ｊ］．生物化学与生物物理进展，３３（４）：３０１－３０９．］７００１８期刘艺冉等：拟南芥Ａｔ１ｇ１０３００基因调节叶形和开花时间。
水稻开花时间决定的光周期途径分子调控机制研究进展（2）
水稻开花时间决定的光周期途径分子调控机制研究进展（2）3光周期反应的分子机制昼夜节律信号的产生,使得下游开花基因得到激活或抑制,进而引起水稻开花或迟花。
CO是拟南芥中第1个被发现受昼夜节律调控的开花基因。
拟南芥通过对CO基因转录的丰度同CO蛋白的稳定性的调节将光信号同昼夜节律钟统一起来。
水稻Hd1、CO的同源基因,作为昼夜节律钟的下游基因,通过同样的方式在整合光信号和节律信号上起着重要作用。
Hd1 mRNA的表达不受日长的影响,受到光敏色素的介导。
Takeshi Izawa[13]认为Hd1能与光敏色素形成转录复合物或者受到光敏色素的磷酸化;Hd1单独存在时,促进其下游基因FT-like的表达;同光敏色素相互作用时,Hd1作为FT-like的抑制子。
在短日条件下,Hd1 mRNA表达的峰值在夜间,而在长日条件下,Hd1 mRNA出现表达的峰值时,正处于光敏期,此时光敏色素同Hd1的作用比短日强,故抑制水稻开花。
因此,Hd1是一个双功能基因,短日促进开花,而长日抑制开花。
拟南芥CO受到上游GI的调控,诱导1个编码移动开花信号的成花素基因FT 的表达。
FT蛋白移动至茎尖,同由FD基因编码的转录因子相互作用来激活决定花器官特性的基因AP1,诱导拟南芥开花。
OsGI是拟南芥GI基因的水稻同源基因。
OsGI mRNA的表达受到昼夜钟的控制,在长日照和短日照条件下,表达模式与CO类似。
OsGI 过表达,不论在何种日长条件下均能引起水稻开花推迟,说明OsGI是水稻开花的抑制因子,而在拟南芥中,GI促进开花[7]。
Hd3a、FT的同源基因,由Hd1调控,同FT蛋白类似,Hd3a蛋白是水稻中的成花素,在叶片中表达,通过韧皮部运输至顶端分生组织,启动开花[14]。
FT-like 1(RFT1),是水稻中13个FT-like家族基因中最接近Hd3a的同源基因,能在缺乏Hd3a的时候能促进开花,在短日下作用是冗余的。
Reina Komiya 等[15,16]进一步证明,在短日条件下,主要通过Hd3a激活水稻开花。
被子植物花器官发育的分子机制
被子植物花器官发育的分子机制花发育是被子植物生命周期中一个重要的综合发育过程，涉及无限生长向有限生长及不同发育方式的转换，包括开花诱导、信号传递、属性决定、器官发生，既受环境因子（如光周期、温度等）的诱导，又受到自身内部因素的调节，经过一系列信号转导过程，启动成花决定过程中的控制基因。
在复杂的基因互作网络调控下，营养茎端分生组织（vegetative meristem，VM）转变为花序分生组织（inflorescence meristem，IM），然后在IM 的侧翼形成花分生组织（floral meristem，FM），分化出花器官。
截至目前，从拟南芥（Arabidopsis thaliana ）中共有180多个参与调控开花的基因被鉴定出，并确定其中存在有6条调控开花的信号途径：即光周期途径（photoperiod pathway）、春化途径（vernalization pathway）、自主途径（autonomous pathway）、赤霉素途径（gibberellin pathway）、温敏途径（thermosensory pathway）和年龄途径（aging pathway）。
表观遗传是开花信号通路中的重要机制，对开花及花器官发育产生关键调控作用。
miRNAs 的表观遗传调控机制是植物分子发育生物研究的重要领域，例如miR172、miR156、miR159 参与了开花诱导的信号转导途径，共同开启花的发育过程。
本文综述了被子植物花器官发育的格式形成与分子调控机制。
图1 温度、光照和依赖赤霉素等途径通过抑制花形成抑制物产生和激活花的分生组织识别基因参与花发育过程1 花器官发育的ABCDE模型通过对拟南芥和金鱼草突变体研究而提出的多种发育模型, 成功地解释了被子植物花器官突变现象。
其中, 最著名的是由Bowman等及Coen和Meyerowitz提出的“ABC模型”。
该模型指出, 花器官的形成和发育由A、B和C三类功能基因决定; A类基因的表达决定了第一轮萼片的形成, 包括APETALA1 (AP1)和APETALA2 (AP2)基因等; B类[APETALA3 (AP3)和PISTILLATA (PI)基因]和A类基因的组合表达决定了第二轮花瓣的发育; C类[AGAMOUS (AG)基因]和B类基因的组合表达决定了第三轮雄蕊的形成; C类基因的表达决定了第四轮雌蕊的发育。