FLC基因选择性剪切在柑橘类植物阶段发育中的作用及其分子机理

前期研究我们发现了柑橘不同发育阶段，FLC基因存在不同的选择性剪切，本项目研究FLC基因作用及机理。通过染色体步移克隆了柑橘类植物FLC基因DNA全长，发现它们都具有超长的第一内含子，抗寒性强的枳属植物较其他柑橘植物多一个573bp的长插入序列。较长内含子的构象变化可能与其低温响应有关。亚细胞定位表明，FLC主要在细胞核表达。不同转录本与Gal4融合酵母表达进行离体转录活性检测，发现成年期出现的两个转录本具较高的转录活性，可能是正常行使FLC功能的稳定转录本形态。对FLC在高、低温处理及不同光周期、GA3 诱导条件下表达模式及与主要成花基因关系分析，发现PtFLC和PtSVP同样为开花抑制因子，但表达模式有不同。PtFLC在长日照、GA3和低温处理条件下，表达量变化较大，并且与PtFT、PtLFY和PtAP1表达量呈现联动的负调控关系。将不同转录本分别转化拟南芥，发现只有成年期转录本具较强的成花调控作用，而童期转录本对成花的影响较小。表明不同发育时期的FLC转录本功能是有区别的。完成了在早实枳中超表达、普通枳中干涉表达的遗传转化，成功获得了转化植株，对下游相关基因的表达水平变化进行了初步分析，证明FLC基因参与了成花相关基因转录水平的调控作用。利用酵母双、单杂交技术，研究了FLC与上下游基因之间的关系。获得了与FLC互作的蛋白。分离克隆了FLC的启动子序列，构建了PtFLC::GUS融合表达载体，转化拟南芥，观察发现PtFLC启动子在分生组织、维管组织中表达量较高。酵母单杂交筛选获得FLC启动子结合蛋白，而FLC蛋白与SOC1启动子有较强的结合。从早实枳克隆了与FLC互作的PtELF5基因。实时定量和原位杂交分析表明，PtFLC和PtELF5之间在表达时期、消长动态和表达部位变化等诸方面均呈现密切相关，推测由于ELF5对FLC表达的抑制作用，引起早实枳FLC在成花转变阶段、顶端分生组织中下调表达，释放其成花限制阀门，启动成花。.综上所述，FLC基因在早实枳成花调控过程中起重要作用，选择性剪切、内含子结构及启动子元件，分工、协同调控FLC对发育时期和低温响应，特异性调控早实枳的阶段转变。