bnnfyb23456基因的功能在拟南芥中的初步研究
摘要：在植物体中，NF-Y是一种重要的核转录因子，结合在许多基因上游启动子的CCAAT-box上，调控其基因的表达。植物体中，NF-YBS是多基因家族基因；而在动物体内是单基因。NF-YBS在植物的生长、发育等生理过程中发挥重要作用，比如植物的开花、油脂合成、胚胎发育、生物胁迫等。在拟南芥、大麦、水稻、二穗短柄草等植物中均已发现了促进开花的NF-YB基因。我们在油菜的数据库中搜索出了5条分别与拟南芥AtNF-YB2、AtNF-YB3同源的基因BnNF-YB2、BnNF-YB3及BnNF-YB4、BnNF-YB5、BnNF-YB6。为了研究这些基因的功能，我们将这些基因转入到拟南芥中，获得了转基因纯合体拟南芥，并在相同条件下培养野生型和转基因拟南芥。实验结果发现BnNF-YB2、BnNF-YB3及BnNF-YB4、BnNF-YB5、BnNF-YB6均具有促进植物开花的功能，并且还促进了拟南芥根的伸长及根尖数的增加。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法4
1.1材料 4
1.2方法 4
1.2.1获得转基因拟南芥4
1.2.2统计开花时间及叶片数4
1.2.3亚细胞定位方法4
1.2.4根系扫描4
2结果与分析4
2.1植株观察5
2.2开花天数分析5
2.3开花叶片数分析6
2.4亚细胞定位分析7
2.5总根尖数及总根长度分析8
3讨论 10
致谢10
参考文献11
BnNFYB2/3/4/5/6基因的功能在拟南芥中的初步研究
引言
引言
油菜分为甘蓝型油菜，荠菜型油菜，白菜型油菜。我国的油菜主要为甘蓝型油菜，总产量约占世界的三分之一（目前在350万吨左右），是世界上最大的油菜生产国；长江流域的产量约占世界四分之一，是世界上最大的油菜产区。目前油菜已成为继水稻、小麦、玉米、大豆之后的我国第五大作物，约占我国食用植物油的35％，是最重要的油料作物。而我国近年生产植物
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
油约850～1000万吨，消费量约1200～1750万吨，存在大量缺口。油菜还是潜在的能源作物，因为低芥酸菜油的脂肪酸碳链组成与柴油分子十分相近，可作为生物柴油的原始材料。无论是保障食用油供应还是提供生物柴油，现在的当务之急是尽快增加有效供给。增加作物总产量一靠提高单产, 二靠扩大种植面积。尽管我国油菜籽平均单产(1650kg/hm2)比欧洲先进国家平均产量要低20 ～50%。若通过大规模扩大种植面积来迅速增加菜籽总产则具有立竿见影的效果。据估计，目前我国南方冬季每年尚有超过2 000 ×104 hm2 冬闲田可种植油菜。这些冬闲田冬季温、光、水资源丰富，土壤类型十分适合油菜生长，这为油菜的发展提供了巨大的空间。同时，冬闲稻田通过种植油菜作物，土壤结构得到改良，肥力水平得到提高，对后作水稻的高产、稳产也具有良好的作用。但是我国南方农田一般种植水稻为主，水稻和油菜有时存在季节竞争，解决这一问题的主要办法是培育油菜早熟品种。在主产区长江流域，由于直播和机械收获技术的应用，相对缩短了油菜的苗期和后熟的时间。因为5月的高温对晚熟品种生长又不利，会影响种子的含油量，所以生产实践中迫切需要一些油菜早熟的品种。但目前我国早熟的品种还比较缺乏：比如江苏选育的宁杂11号收获期仅仅比对照秦优7号早三天。另外油菜成熟后期的高温天气对油脂的合成不利。因此为培育早熟品种，首先需要从理论上深入探讨油菜成熟的过程，深入研究油菜开花的机理。
植物开花调控模式
图1.拟南芥在长日照条件的光周期调控途径
目前已知的植物开花途径有四条（以拟南芥为例）：光周期途径，春化途径，自主开花途径，赤霉素途径。其中光周期途径是通过植物对环境中光的反应从而调节开花。春化途径是通过长时间低温处理，有效促进植物提前开花。通过施用赤霉素，促进植物提前开花就是赤霉素途径。此外，植物内部还存有一套体系控制植物开花，尽管有时外界环境条件没有达到理想的开花条件，但最后植物也能开花，这个就是自主开花途径。这四个途径并不是截然分开的，存在交叉，最终这几个途径整合。在几个比较关键基因上（如FLOWERING LOCUS T（FT），SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO 1（SOC1）等（见图1）。目前光周期途径研究较多，机理了解也比较透彻。光受体感受到光的信号后，如何将这个信号传出去，这个过程还不是太清楚，但是生物钟对该过程中的信号传输有重要作用。最终信号汇总到GIGANTEA(GI)基因。GI基因调节CONSTANS（CO）基因的表达[1]。CO是植物光周期中的关键成员。在长日照下CO突变体开花推迟，过量表达CO使拟南芥在任何光周期条件下都提前开花，说明CO正调节拟南芥的开花时间。CO至少有两个下游靶基因FT和SOC1[2]。FT蛋白就是一直以来人们寻找的开花素。通过构建FT:GFP复合蛋白追踪了FT蛋白，发现该蛋白通过拟南芥脉管系统到达顶端分生组织，激活下游基因APETALAI(AP1)和LEAFY(LFY)并引起植物开花[3]。
因为CO蛋白本身不包含DNA结合域，所以推测CO可能通过与其它转录因子的结合调节FT和SOC1基因。近期研究指出，CO和HEMEACTIVATED PROTEIN 3（HAP3）或者HAP5存在相互作用[4]，而在酵母中，HAP3/5可与HAP2组成异源三聚体，结合到下游基因启动子的CCAAT序列上进而调节基因表达[5]。在FT启动子上有若干CCAAT结合位点，因此，HAP复合物在特定情况下募集CO蛋白到FT启动子上，从而使CO与FT启动子结合进而调节FT的转录[6]。部分HAP3过表达导致植物提前开花进一步确定了HAP基因在这一结合过程的作用[6] [7]。最近研究发现NFY结合在FT的CCAAT框上，使FT染色体环化，进而与结合在FT的CORE处的CO形成复合体激活FT的表达[8]。
油菜完整的生长周期包括营养生长和生殖生长两个过程。开花是油菜从营养生长到生殖生长的重要转折点。油菜的正常开花与否对最终产物油菜仔的产量品质等均有重要的影响。油菜的开花诱导不但受环境因素（光照、温度、水分、营养条件等）的影响，而且还和油菜自身的遗传因子相关[9]。
油菜因为不是模式生物，基因组也没有完成测序,相关的研究还比较滞后，但作为长日照双子叶植物，很多和开花有关的基因不但存在而且和拟南芥存在很大的相似性。在光周期途径中，虽然光敏色素还没有被发现，但油菜能够对红光或者远红光起反应暗示着光敏色素的存在[10]。油菜中也发现了隐花色素CRY1基因的类似物，并且也受蓝光调节[11]。光周期中的关键基因CO已经在油菜中发现并且可以互补拟南芥中CO突变的功能，这些说明油菜中也存在光周期途径调节植物开花[12]。油菜中的一个HAP2基因也已经发现，发现和植物育性相关[13]。下游的FT基因也已经发现并且和拟南芥中相关基因结构类似[14]。最后的花分生组织基因AP1也能够在油菜中找到[15]。
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摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法4
1.1材料 4
1.2方法 4
1.2.1获得转基因拟南芥4
1.2.2统计开花时间及叶片数4
1.2.3亚细胞定位方法4
1.2.4根系扫描4
2结果与分析4
2.1植株观察5
2.2开花天数分析5
2.3开花叶片数分析6
2.4亚细胞定位分析7
2.5总根尖数及总根长度分析8
3讨论 10
致谢10
参考文献11
BnNFYB2/3/4/5/6基因的功能在拟南芥中的初步研究
引言
引言
油菜分为甘蓝型油菜，荠菜型油菜，白菜型油菜。我国的油菜主要为甘蓝型油菜，总产量约占世界的三分之一（目前在350万吨左右），是世界上最大的油菜生产国；长江流域的产量约占世界四分之一，是世界上最大的油菜产区。目前油菜已成为继水稻、小麦、玉米、大豆之后的我国第五大作物，约占我国食用植物油的35％，是最重要的油料作物。而我国近年生产植物
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油约850～1000万吨，消费量约1200～1750万吨，存在大量缺口。油菜还是潜在的能源作物，因为低芥酸菜油的脂肪酸碳链组成与柴油分子十分相近，可作为生物柴油的原始材料。无论是保障食用油供应还是提供生物柴油，现在的当务之急是尽快增加有效供给。增加作物总产量一靠提高单产, 二靠扩大种植面积。尽管我国油菜籽平均单产(1650kg/hm2)比欧洲先进国家平均产量要低20 ～50%。若通过大规模扩大种植面积来迅速增加菜籽总产则具有立竿见影的效果。据估计，目前我国南方冬季每年尚有超过2 000 ×104 hm2 冬闲田可种植油菜。这些冬闲田冬季温、光、水资源丰富，土壤类型十分适合油菜生长，这为油菜的发展提供了巨大的空间。同时，冬闲稻田通过种植油菜作物，土壤结构得到改良，肥力水平得到提高，对后作水稻的高产、稳产也具有良好的作用。但是我国南方农田一般种植水稻为主，水稻和油菜有时存在季节竞争，解决这一问题的主要办法是培育油菜早熟品种。在主产区长江流域，由于直播和机械收获技术的应用，相对缩短了油菜的苗期和后熟的时间。因为5月的高温对晚熟品种生长又不利，会影响种子的含油量，所以生产实践中迫切需要一些油菜早熟的品种。但目前我国早熟的品种还比较缺乏：比如江苏选育的宁杂11号收获期仅仅比对照秦优7号早三天。另外油菜成熟后期的高温天气对油脂的合成不利。因此为培育早熟品种，首先需要从理论上深入探讨油菜成熟的过程，深入研究油菜开花的机理。
植物开花调控模式
图1.拟南芥在长日照条件的光周期调控途径
目前已知的植物开花途径有四条（以拟南芥为例）：光周期途径，春化途径，自主开花途径，赤霉素途径。其中光周期途径是通过植物对环境中光的反应从而调节开花。春化途径是通过长时间低温处理，有效促进植物提前开花。通过施用赤霉素，促进植物提前开花就是赤霉素途径。此外，植物内部还存有一套体系控制植物开花，尽管有时外界环境条件没有达到理想的开花条件，但最后植物也能开花，这个就是自主开花途径。这四个途径并不是截然分开的，存在交叉，最终这几个途径整合。在几个比较关键基因上（如FLOWERING LOCUS T（FT），SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO 1（SOC1）等（见图1）。目前光周期途径研究较多，机理了解也比较透彻。光受体感受到光的信号后，如何将这个信号传出去，这个过程还不是太清楚，但是生物钟对该过程中的信号传输有重要作用。最终信号汇总到GIGANTEA(GI)基因。GI基因调节CONSTANS（CO）基因的表达[1]。CO是植物光周期中的关键成员。在长日照下CO突变体开花推迟，过量表达CO使拟南芥在任何光周期条件下都提前开花，说明CO正调节拟南芥的开花时间。CO至少有两个下游靶基因FT和SOC1[2]。FT蛋白就是一直以来人们寻找的开花素。通过构建FT:GFP复合蛋白追踪了FT蛋白，发现该蛋白通过拟南芥脉管系统到达顶端分生组织，激活下游基因APETALAI(AP1)和LEAFY(LFY)并引起植物开花[3]。
因为CO蛋白本身不包含DNA结合域，所以推测CO可能通过与其它转录因子的结合调节FT和SOC1基因。近期研究指出，CO和HEMEACTIVATED PROTEIN 3（HAP3）或者HAP5存在相互作用[4]，而在酵母中，HAP3/5可与HAP2组成异源三聚体，结合到下游基因启动子的CCAAT序列上进而调节基因表达[5]。在FT启动子上有若干CCAAT结合位点，因此，HAP复合物在特定情况下募集CO蛋白到FT启动子上，从而使CO与FT启动子结合进而调节FT的转录[6]。部分HAP3过表达导致植物提前开花进一步确定了HAP基因在这一结合过程的作用[6] [7]。最近研究发现NFY结合在FT的CCAAT框上，使FT染色体环化，进而与结合在FT的CORE处的CO形成复合体激活FT的表达[8]。
油菜完整的生长周期包括营养生长和生殖生长两个过程。开花是油菜从营养生长到生殖生长的重要转折点。油菜的正常开花与否对最终产物油菜仔的产量品质等均有重要的影响。油菜的开花诱导不但受环境因素（光照、温度、水分、营养条件等）的影响，而且还和油菜自身的遗传因子相关[9]。
油菜因为不是模式生物，基因组也没有完成测序,相关的研究还比较滞后，但作为长日照双子叶植物，很多和开花有关的基因不但存在而且和拟南芥存在很大的相似性。在光周期途径中，虽然光敏色素还没有被发现，但油菜能够对红光或者远红光起反应暗示着光敏色素的存在[10]。油菜中也发现了隐花色素CRY1基因的类似物，并且也受蓝光调节[11]。光周期中的关键基因CO已经在油菜中发现并且可以互补拟南芥中CO突变的功能，这些说明油菜中也存在光周期途径调节植物开花[12]。油菜中的一个HAP2基因也已经发现，发现和植物育性相关[13]。下游的FT基因也已经发现并且和拟南芥中相关基因结构类似[14]。最后的花分生组织基因AP1也能够在油菜中找到[15]。
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