FT基因开花信号嫁接转移促进非转基因杨树早期开花研究

A construction of plant expression binary vector of AtFT gene, driven by a soybean heat shoch promoter(HSP),containing a report gene EGFP, was contructed using Gateway cloning technology. FT transgenes of Populus tomentosa were obtained via Agrobacterium (strain AGL1)transformation . The FT transgenic poplars were grafted as rootstocks or scions onto non-transgenic poplar to stimulate precocious flowring of non-transgenic poplar based on the graf transmission ability of FT floral signal after heat shock treatment. The melucular mechanism of graft transmission of FT gene floral signal was discussed through RT-PCR , EGFP marker ,Western-blot techniques. The research results would be efficient to resolve the problem of long time delay of reproductive stage in Poplars, also to benefit poplars or other anqiosperm breeding. Meanwhile, the work will be helpful to further study of flowering mechanism on poplar and other anqiosperm.

利用Gateway技术，构建热激启动子（HSP）控制,增强型绿色荧光蛋白（EGFP）标记的FT基因双元表达载体HSP::EGFP-AtFT，用农杆菌介导的叶盘转化方法转化毛白杨，获得毛白杨FT转基因植株，以转FT基因的杨树为砧木或接穗（接芽），采用嫁接转移原理和热激诱导方法，促使非转基因杨树接穗（接芽）或砧木早期开花。利用反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）技术、增强型绿色荧光蛋白（EGFP）标记技术、Western-blot杂交技术，探讨FT基因开花信号嫁接转移的分子机理。研究结果可有效解决杨树生殖生长晚的问题，利于杨树及其它被子植物育种，同时，有助于对杨树及其他木本植物开花机理的深入研究。

本项目利用Gateway技术，构建了热激启动子（HSP）控制,增强型绿色荧光蛋白（EGFP）标记的FT基因双元表达载体HSP::EGFP-AtFT。用农杆菌介导的叶盘转化方法转化毛白杨，获得了转HSP::FT基因的毛白杨工程植株38个，转HSP:EGFP-FT基因的毛白杨工程植株16个。.以转HSP::FT基因的杨树为材料，优化了FT基因热激诱导表达条件：将转基因植株移栽至温室培养9个月以上，选择高度大于60cm的植株，置于人工气候箱中40℃条件下每天热激2h，持续热激30天。.研究了FT基因诱导的杨树花器变异情况，发现FT基因诱导的杨树花器有一点比例的异常花序，提出了提高正常花序得率的措施：选择较大（高）的热激材料、增加持续热激时间、利用较高的热激温度等。.研究了影响FT基因开花信号嫁接转移的因素，包括嫁接方式、嫁接砧木材料、FT基因来源、转基因材料的月龄、热激处理条件等。顺利实现了FT开花信号在杨树中的嫁接转移，其条件为：选择温室生长9个月以上，热激后有大量花序出现的转 HSP::AtFT基因的植株做砧木，剪掉热激未开花的枝条，以非转基因杨树为接穗，采用芽接的方式，将其嫁接在转基因植株开花枝条的上部，待抽条后，对砧木截顶，然后按照之前优化的热激条件诱导，可使最多35%左右的非转基因杨树开花。.采用RT-PCR技术，探讨了FT基因开花信号嫁接转移的机理：FT-mRNA在转基因砧木叶片合成后，可通过嫁接口愈合部相连的韧皮部运输到非转基因接穗的顶端分生组织，引起开花。.研究结果对加速木本植物早期开花，缩短育种周期有重要意义，同时，在转基因植物生物安全早期室内评价中也有极高的潜在应用价值。