小麥春化相關(guān)基因VRN2功能分析

小麥春化相關(guān)基因VRN2功能分析成花轉(zhuǎn)變對(duì)植物有性生殖起到十分重要的作用。小麥?zhǔn)侵匾募Z食作物,春化途徑以及光周期途徑是調(diào)控其開花十分重要的途徑。為了進(jìn)一步研究小麥VRN2基因在小麥開花中起到的作用,本研究以煙農(nóng)15小麥品種為材料進(jìn)行小麥VRN2基因的表達(dá)模式、晝夜節(jié)律性以及春化響應(yīng)分析;二穗短柄草可作為溫帶禾本科的模式植物,利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)化二穗短柄草,初步驗(yàn)證小麥VRN2基因的功能。主要結(jié)果如下:（1）從小麥煙農(nóng)15品種中分離出一粒小麥VRN2基因位點(diǎn)上TmZCCT1和TmZCCT2的同源基因,分別命名為ZCCT1-A1、ZCCT1-B1、ZCCT1-D1和ZCCT2-A2、ZCCT2-B2、ZCCT2-D2。這些同源基因的編碼氨基酸序列同源性高達(dá)95-96%。并通過(guò)同源性分析顯示,這些基因與一粒小麥中的同源蛋白TmZCCT1、TmZCCT2以及大麥中的同源蛋白HvZCCT-Ha、HvZCCT-Hb的同源性很高,在76-86%之間。進(jìn)一步氨基酸序列比對(duì)發(fā)現(xiàn),他們均含有一個(gè)典型的的CCT-domain區(qū)域和一個(gè)鋅指結(jié)構(gòu)。（2）以煙農(nóng)15小麥品種為材料分析VRN2基因的表達(dá)模式。發(fā)現(xiàn)通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析發(fā)現(xiàn),ZCCT1和ZCCT2的整體表達(dá)模式很相似,在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段表達(dá)水平高,而在抽穗期表達(dá)水平很低,幾乎檢測(cè)不到信號(hào)。在不同部位表達(dá)發(fā)現(xiàn),在幼葉中表達(dá)量最高,在老葉中表達(dá)量低,然而在旗葉、莖、幼穗、根中表達(dá)量幾乎檢測(cè)不到。設(shè)計(jì)了ZCCT1-D1、ZCCT2-B2、ZCCT2-D2特異引物分別做實(shí)時(shí)熒光定量分析發(fā)現(xiàn),發(fā)現(xiàn)其不同部位表達(dá)量與ZCCT1和ZCCT2的整體表達(dá)模式相似。（3）一粒小麥TaVRN2基因具有典型的CCT-domain,其參與光周期途徑參與開花。因此,我們檢測(cè)了小麥TaVRN2基因晝夜節(jié)律性。發(fā)現(xiàn)ZCCT1和ZCCT2不管在長(zhǎng)日照還是短日照條件下表達(dá)模式都很相似,具有一定的節(jié)律性,并且ZCCT1比ZCCT2早到達(dá)峰值2小時(shí)。對(duì)ZCCT1-D1、ZCCT2-B2、ZCCT2-D2分別做實(shí)時(shí)熒光定量分析發(fā)現(xiàn)其表達(dá)趨勢(shì)與ZCCT1和ZCCT2的整體表達(dá)趨勢(shì)一致。（4）由于一粒TaVRN2基因參與小麥開花的春化途徑響,因此我們對(duì)小麥TaVRN2基因的春化響應(yīng)做了檢測(cè)。研究表明,ZCCT1和ZCCT2均響應(yīng)春化,同時(shí)對(duì)ZCCT1-D1、ZCCT2-B2、ZCCT2-D2分別做實(shí)時(shí)熒光定量分析發(fā)現(xiàn),其春化響應(yīng)模式與ZCCT1和ZCCT2的整體表達(dá)模式相似。（5）在二穗短柄草中過(guò)表達(dá)ZCCT1-A1、ZCCT1-B1、ZCCT1-D1和ZCCT2-A2、ZCCT2-B2、ZCCT2-D2表型分析,發(fā)現(xiàn)TaZCCT1-A1、TaZCCT1-B1、TaZCCT1-D1過(guò)表達(dá)植株在長(zhǎng)日照條件下存在明顯的晚花表型,且晚花表型可被春化處理所逆轉(zhuǎn);TaZCCT2-A2、TaZCCT2-B2、TaZCCT2-D2過(guò)表達(dá)植株在長(zhǎng)日照條件下表現(xiàn)為不開花表型,飽和春化（8周）條件下也不能開花,延長(zhǎng)春化時(shí)間至14周,TaZCCT2-B2過(guò)表達(dá)植株仍然不能開花。（6）過(guò)表達(dá)植株中其他開花基因的定量表達(dá)分析,過(guò)表達(dá)小麥TaZCCT1-D1和TaZCCT2-D2基因二穗短柄草植株T₀代春化后相關(guān)開花基因的