大豆光周期相关新基因GmGBP的功能研究

大豆属于光周期反应敏感的短日照作物，这一特性降低了大豆品种的适应性，影响产量水平的有效发挥。本研究拟进行新基因挖掘，分离克隆出具有重要应用价值、新的大豆光周期GmGBP基因家族。一方面，转化拟南芥和大豆进行GmGBP1、GmGBP2基因过量表达研究，阐明这两个家族成员在植物体内的生理功能。另一方面，在大豆中进行GmGBP基因的RNA干涉研究，进一步探讨光周期因子调控开花的分子机理，确定其在大豆光周期控制开花信号传导网络途径中的位置；同时在育种实际应用上，进而评价RNA干涉转基因大豆在提高适应性、促进高产和稳产上的育种价值。同时克隆这两个基因的启动子，将启动子::GUS融合表达载体分别转化模式植物拟南芥，通过组织化学显色，GUS荧光值测定，全面揭示启动子在植物体内的时空表达特性及作用机制，阐明启动子的功能和启动表达规律。

大豆属于光周期反应敏感的短日照作物，这一特性降低了大豆品种的适应性，影响产量水平的有效发挥。本研究通过PCR方法分离克隆出大豆光周期GmGBP(GAMYB-binding protein)基因家族GmGBP1、GmGBP2两个成员，GmGBP1位于Gm01染色体上，GmGBP2位于Gm16染色体上，都含有SNW/SKIP结构域，不含有内含子，为SKIP类基因。GmGBP1 /GmGBP2在拟南芥中过量表达植株均分枝多、株高高，通过促进CO、FT表达从而促进植株早花；GmGBP干涉的拟南芥atskip的植株与过量表达植株表型相反，说明GmGBP1 /GmGBP2基因可能是通过促进光周期开花促进因子CO的表达从而参与光周期促进开花途径。另一方面，建立了稳定高效的大豆遗传转化技术体系，将植物干涉表达载体pJawoh18-GmGBP通过农杆菌介导的大豆子叶节转化与嫁接结合的方法转化大豆DN50， 长日照下T2代转基因植株与对照相比，矮化明显，开花晚，GmFT5a基因表达量降低；大豆中GmGBP可能通过促进FT基因的表达从而激活LFY和SOC1基因表达从而促进大豆开花。上述结果共同说明GmGBP1/GmGBP2转录因子为大豆光周期开花途径中开花促进因子。确定了GmGBP1/GmGBP2在大豆光周期控制开花信号传导网络途径中的位置。同时克隆这两个基因的启动子，将GmGBP1/GmGBP2启动子::GUS融合表达载体分别转化模式植物拟南芥，通过转基因拟南芥GUS组织化学显色分析表明：启动子驱动GUS基因在拟南芥根、茎、叶、花、未成熟干枯的果实中均表达，在下胚轴及茎尖处表达较强，但在茎生叶中表达较弱。全面揭示启动子在植物体内的时空表达特性及作用机制，阐明启动子的功能和启动表达规律。GmGBP1/GmGBP2 蛋白洋葱表皮亚细胞定位表明， GmGBP1/GmGBP2为核定位转录因子。分别将GmGBP全长、GmGBP N端、SKIP结构域和 GmGBP C端转入酵母细胞中检测其自激活活性，转录自激活活性的鉴定表明GmGBP1/GmGBP2 在其 C 端具有自激活活性。