[发明专利]建兰开花整合基因-CeFT基因及其应用

说明书

技术领域：

本发明属于分子生物学、基因工程技术领域，具体涉及一种在建兰中表达的开花整合基因-CeFT基因、含有该基因的重组植物表达载体，以及CeFT基因在缩短植物童期，促进植物提前开花中的应用

背景技术：

FT(FLOWERING LOCUS T)基因是花期调控途径中的关键基因。它位于花发育途径中的汇集点，整合来自光周期途径、春化途径和自主途径等不同花发育途径的信号，在植物花发育中发挥着重要作用。

拟南芥的FT基因属于FT/TFL1基因家族，又称为磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidyletha nolamine-binding protein，PEBP)基因家族，因其蛋白易与磷脂酰乙醇胺结合而得名。根据PEBP基因家族成员在拟南芥和水稻中的系统发生关系以及对开花时间的调控作用，将其分为3个亚家族：(1)FT亚家族(FT-like)，包括FT基因、TSF基因，起促进开花作用，TSF与FT功能部分冗余；(2)MFT亚家族(MFT-like)，包括MFT基因，在开花时间调控上与FT功能冗余；(3)TFL1亚家族(TFL1-like)，包括了TFL1、BFT和ATC基因，起开花抑制作用(Chardon and Damerv al，2005)。在植物PEBP基因家族中，FT和TFL1基因是研究最为清楚的两个成员。FT为开花促进因子，TFL1为开花抑制因子，它们在决定开花时间的过程中起关键作用。FT蛋白和TFL1的晶体结构存在一定差异，这种差异导致它们成花过程中起相反功能。Hanzawa等(2005)研究表明替换一个氨基酸，即FT中的Tyr85和TFL1中的His88，便能使FT与TFL1功能互换。这两个基因通过抑制茎端分生组织形成花原基，来延长植株的营养生长过程，从而延迟植株的生殖生长进程。

FT蛋白是成花素的主要组成部分，在不同的开花遗传途径中，上游关键基因调控FT基因，使FT蛋白从韧皮部移动到茎顶端分生组织(SAM)，与带碱性亮氨酸拉链蛋白(basic region-leucine zipper，b-ZIP)转录因子FD(FLOWERING LOCUS D)在茎尖通过蛋白质的相互作用来促进成花转变，并通过转录激活花分生组织特性基因AP1(APETALA1)来启动花发育过程。

在拟南芥中超表达以下植物的FT同源基因，均能显著促进开花：拟南芥(Abe et al.，2005)，杨树(Hsu et al.，2006)，番茄(Lifschitz et al.，2006)，矮牵牛(Hayama et al.，2007)，葡萄(Carmona et al.，2007)，南瓜(Lin et al.，2007)以及水稻(Kojima et al.，2002)等。而在番茄(Lifschitz et al.，2006)，杨树(Bohlenius et al.，2006；Hsu et al.，2006)，小麦(Yan et al.，2006)，矮牵牛(Hayama et al.，2007)等植物中异源表达FT或FT同源基因同样也能引起早花现象。尤其是在木本植物杨树中，野生型需要经过8-20年才能开花，而超表达PtFT1的毛果杨在培养皿中培养四周后便可观察到柔荑花序(Bohlenius et al.，2006)。反之，在拟南芥和水稻中，采用RNAi或miRNA手段使FT基因的表达下调后，植株的开花时间延迟(Kojima et al.，2002；Komiya et al.，2008)。这些结果表明FT及其同源基因是植物开花所必需的。

FT不仅在成花转变过程中起重要作用，而且还参与调节生长发育的一些过程。如调控拟南芥果荚和种子的发育过程，FT mRNA在子叶中表达量比较高，而在顶端分生组织表达量非常低。另外，在杨树中，FT同源基因PtFT1表达水平还是秋季生长停滞和芽休眠的一个关键性决定因素，秋季短日照通过调控PtFT1的活性从而诱导不同纬度的林木群体生长停滞和芽休眠的启动。