植物开花时间调控的信号途径

开花是植物从营养生长到生殖生长的一个重要转折点。花启动的时机对生殖生长的成功至关重要。开花时间受内在因子和环境因子的共同调节。通过对拟南芥的分子遗传学研究,确定至少存在4条调控开花时间的信号途径,即光周期途径、春化途径、自主途径和赤霉素途径。本文以拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 为主要研究对象简要综述了近年来在开花时间调控领域的研究进展。     

拟南芥SUA41基因的表达和功能分析

植物的开花受多条途径的控制, 其中包括光周期途径、春化途径、赤霉素途径、自主途径和温敏途径。SUA41(SUMO substrate in Arabidopsis 41)是本实验室筛选到的、SUMO(Small ubiquitin modifier)的潜在底物, 并且前人的研究发现它参与自主途径的开花调节, 但其对开花时间的调节机制没有详细报道。文章对SUA41基因的表达、sua41突变体对不同环境条件的反应以及SUA41对开花时间调节的可能机制进行初步分析。结果显示, 与野生型相比, sua41突变体在常温或低温、长日或者短日条件下均为早花, 并且在低温和常温下的开花时间没有太大差别。过表达SUA41能够恢复sua41突变体的早花表型。SUA41基因在拟南芥的幼苗、根、茎、叶和花以及各个植物发育阶段都有表达, 说明SUA41基因是一个组成型表达基因。SUA41基因的表达与GA处理无关, 长日低温条件能够诱导SUA41基因的表达, 且在温敏途径突变体fve和fca中SUA41基因的表达量减少。与野生型比较, sua41突变体中CO基因的mRNA表达量没有明显变化, FT和SOC1基因表达量增加且FT增加幅度更大, FLC的mRNA表达量减少。结果表明SUA41基因虽然在自主途径中起作用, 但主要在温敏途径中参与拟南芥开花时间调节。     

高等植物开花诱导研究进展

高等植物由营养生长向生殖生长转换的过程称为开花诱导。开花诱导过程由遗传和外界环境两个因素决定, 受错综复杂的网络信号传导途径调控。近年来, 在双子叶模式植物拟南芥中, 开花诱导研究取得了很大进展, 探明了控制开花诱导的4条主要途径(光周期途径、春化途径、自主途径和GA途径)及调控机制。研究也表明, 开花基因在拟南芥、水稻以及其他高等植物之间具有很高的保守性。文章对相关研究的最新进展作一综述, 并指出了目前研究中存在的问题及相应的研究对策。     

拟南芥开花时间调控的整合途径

拟南芥开花时间受光周期途径、春化途径、自主途径和赤霉素途径4条途径调控。开花途径整合因子LEAFY、SDC1和FT等可整合来自不同开花途径的信号,并将信号传递给花分生组织基因,从而实现对拟南芥开花时间的精确调控。文章就整合途径基因调控网络的最新研究进展作简要介绍。     

拟南芥开花时间调控的研究进展

调控开花时间是大多数植物由营养生长向生殖生长转化的一个重要生长发育过程.影响拟南芥开花时间的因素有很多,其中光照和温度是两个主要的外部因素,而赤霉素(GA)和一些自主性因子是主要的内部因素.目前,一般按照对以上因素的反应将晚花突变体归于四条开花调控途径:光周期途径、春化途径、自主途径和GA途径.在不断变化的外部环境条件和内部生理条件下,这些途径通过一些主要的整合基因如SOC1、FT、LFY等实现了对拟南芥开花时间的精确调控.     

模式植物拟南芥开花时间分子调控研究进展

植物从营养生长到生殖生长的转变是开花发育的关键,在合适的时间开花对植物的生长和繁衍极为重要,植物开花时间的调控对农业生产发展意义重大。植物开花是由遗传因子和环境因子协同调节的一个复杂过程。近年来,对不同植物开花调控的研究,特别是对模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.） Heynh.）的开花调控研究取得了显著进展,已探明开花时间分子调控的6条主要途径分别是光周期途径、春化途径、自主途径、温度途径、赤霉素途径和年龄途径。各遗传调控途径既相互独立又相互联系,构成一个复杂的开花调控网络。本文综述了模式植物拟南芥开花时间调控分子机制相关研究的最新进展,并对未来的研究进行了展望。     

拟南芥生物钟分子机制研究进展

本文主要概述了目前拟南芥生物钟分子机制的研究进展.生物钟通过调控导引节律的相位来调节植物的生理活动.拟南芥生物钟由CCAJ、LHy和TOCJ 3个主要基因构成了一个稳定的负反馈环,来调节昼夜节律中各个基因如APRR/TOC15重奏的作用,从而调控昼夜节律的相位.在开花的光周期调控中,提出了外协和模型,其中的关键基因是CO,它与拟南芥的开花时间直接相关.     

高等植物开花诱导途径信号整合的分子机制

开花是高等植物从营养生长到生殖生长的重要转折点。花分生组织的形成是开花植物对内外环境信号的响应。近年来在开花诱导方面已获得许多研究成果,我们介绍了高等植物开花诱导的4条主要途径（光周期途径、春化途径、自主途径和赤霉素途径）和复杂的信号整合机制。     

拟南芥春化作用相关基因FLC的表达调控及天然早花突变体的研究进展

植物开花是从营养生长到生殖状态的重要发育转变,是多种内在因子和环境因素共同作用的结果。在拟南芥开花调控网络中,开花抑制基因FLC处于枢纽地位。FLC的表达受许多来自环境和生长发育的信号调控,主要包括：PAF1复合体、SWR1复合体成员,FRI依赖途径、自主途径和春化作用途径基因。本文主要综述了影响FLC表达的春化相关基因及天然早花突变体的研究进展,并根据最新的研究成果提出该研究领域的研究方向和重点。     

高等植物开花时程的调控与光受体Ⅰ.开花时程的基因与光受体调控

系统评述了高等植物开花时程的调控与植物光受体的联系.重点说明了控制开花时程的遗传途径以及光周期途径的有关基因的研究进展.影响高等植物开花的最重要的因子之一便是光周期,光周期对高等植物开花的调控是通过相关基因间的相互作用来实现的,这些基因包括参与花启动发育控制基因,昼夜节律时间钟调控基因及光受体信号转导基因.近5年左右的时间通过对拟南芥及其一系列突变体的研究为我们展示了这一热门领域的广阔的前景.     

植物开花调控途径

开花是植物从营养生长转换为生殖生长的生理发育过程,受光周期、温度、激素、年龄等多个因素诱导,在植物生长和物种进化中处于核心地位。综合不断更新的开花分子遗传结果,将植物响应各种内源和外源信号启动开花的途径归纳为:经典的光周期途径、春化途径、自主途径、赤霉素途径和较新的年龄途径共5条。旨在描绘出这些不同途径间既独立又相互影响的复杂网络关系,为进一步探索和阐述更多植物的开花分子机理提供借鉴与参考。     

水稻开花期调控的分子机理研究进展

水稻准确地感知外部环境信号,通过内部复杂的基因网络做出反应,在一年中最适合的时候开花繁殖。与长日促进长日模式植物拟南芥开花相反,短日促进短日模式植物水稻开花。通过对水稻和拟南芥的开花期调控机理的对比分析,发现水稻和拟南芥有着一些相对保守的开花期控制基因,其调控机理也是相似的。另外,水稻也有一些独特的开花期控制基因和开花途径。本文着重从光周期对水稻开花期的调控途径和作用机理角度进行了阐述,并对水稻开花期的自然变异与其育种应用、生物钟关联基因、光中断现象和临界日长现象以及开花期与产量的关系进行了总结。     

OsFY, a Homolog of AtFY, Encodes a Protein that Can Interact with OsFCA-γ in Rice （Oryza sativa L.）

FCA and FY are flowering time related genes involved in the autonomous flowering pathwayin Arabidopsis.FCA interacts with FY to regulate the alternative processing of FCA pre-mRNA.The FCA/FY interaction is also required for the regulation of FLC expression,a major floral repressor in Arabidopsis.However,it is not clear if the regulation of this autonomous flowering pathway is also present in monocotplants,such as rice.Recently,alternative RNA processing of OsFCA was observed in rice,which stronglysuggested the existence of an autonomous flowering pathway in rice.In this work,we cloned the cDNA ofthe autonomous flowering pathway gene OsFY from rice.The predicted OsFY protein contained a conserved7 WD-repeat region and at least two Pro-Pro-Leu-Pro motifs compared to Arabidopsis FY.The protein-protein interaction between OsFY and OsFCA-γ,the key feature of their gene function,was also demon-strated using the yeast two-hybrid system.The GenBank database search provided evidence of expressionfor other autonomous pathway gene homologs in rice.These results indicate that the autonomous floweringpathway is present in monocots,and the regulation through FY and FCA interaction is conserved betweenmonocots and dicots.     

Phloem transport of flowering signals

Seasonal variability in environmental parameters such as day length regulates many aspects of plant development. The transition from vegetative growth to flowering in Arabidopsis is regulated by seasonal changes in day length through a genetically defined molecular cascade known as the photoperiod pathway. Recent advances were made in understanding the tissues in which different components of the photoperiod pathway act to regulate floral induction. These studies highlighted the key role of the FT protein, which is produced in the leaves in response to inductive day lengths and traffics through the phloem to initiate flowering at the shoot apex. Unveiling the cellular and molecular details of this systemic signaling process will be required for a complete understanding of flowering regulation and other photoperiodic processes.     

early in short days 4, a mutation in Arabidopsis that causes early flowering and reduces the mRNA abundance of the floral repressor FLC

The plant shoot is derived from the apical meristem, a group of stem cells formed during embryogenesis. Lateral organs form on the shoot of an adult plant from primordia that arise on the flanks of the shoot apical meristem. Environmental stimuli such as light, temperature and nutrient availability often influence the shape and identity of the organs that develop from these primordia. In particular, the transition from forming vegetative lateral organs to producing flowers often occurs in response to environmental cues. This transition requires increased expression in primordia of genes that confer floral identity, such as the Arabidopsis gene LEAFY. We describe a novel mutant, early in short days 4 (esd4), that dramatically accelerates the transition from vegetative growth to flowering in Arabidopsis: The effect of the mutation is strongest under short photoperiods, which delay flowering of Arabidopsis: The mutant has additional phenotypes, including premature termination of the shoot and an alteration of phyllotaxy along the stem, suggesting that ESD4 has a broader role in plant development. Genetic analysis indicates that ESD4 is most closely associated with the autonomous floral promotion pathway, one of the well-characterized pathways proposed to promote flowering of Arabidopsis: Furthermore, mRNA levels of a floral repressor (FLC), which acts within this pathway, are reduced by esd4, and the expression of flowering-time genes repressed by FLC is increased in the presence of the esd4 mutation. Although the reduction in FLC mRNA abundance is likely to contribute to the esd4 phenotype, our data suggest that esd4 also promotes flowering independently of FLC. The role of ESD4 in the regulation of flowering is discussed with reference to current models on the regulation of flowering in Arabidopsis.     

赤霉素作用机理的分子基础与调控模式研究进展

赤霉素(gibberellins或gibberellic acid, GA)作为植物生长的必需激素之一, 调控植物生长发育的各个方面, 如: 种子萌发, 下胚轴的伸长, 叶片的生长和植物开花时间等。近年来随着植物功能基因组学的进一步发展, 有关赤霉素生物合成及其调控, 赤霉素信号转导途径, 以及赤霉素与其他激素和环境因子的互作等领域的研究取得了较大的进展。本文综述了赤霉素生物合成的生物学途径及其调控研究; GA信号转导通道的研究进展, 特别是DELLA蛋白阻遏植物生长发育的分子机理和GA解除阻遏作用(derepress)的分子模型; GA受体研究的新进展; 探讨GA与其它激素之间的相互作用, 以及植物在应答环境过程中的作用。