萝卜抽薹开花关键基因FLC/FT遗传特性与功能分析

利用不同抽薹特性萝卜优良高代自交系、双单倍体植株为材料，分离鉴定抽薹开花关键基因FLC与FT，进行基于关键基因序列的功能标记开发；分析不同抽薹特性品系FLC与FT基因序列差异，以及杂交后代中关键基因遗传特征；研究不同春化深度与光周期作用下，FLC基因与FT、FRI、SOC1、LFY与AP1等其他开花相关基因在不同器官中的表达特性，阐明FLC、FT基因与抽薹开花的关系，解析春化作用与光周期处理下萝卜抽薹开花基因调控网络；构建荧光表达载体，对萝卜FLC与FT基因进行亚细胞定位，构建FLC与FT基因不同转录本表达载体，采用Floral-dipping法遗传转化，进行FLC与FT基因在抽薹开花过程中的功能分析。研究结果将为揭示萝卜抽薹开花机理、以及耐抽薹春萝卜种质创新提供重要的理论与技术依据。

萝卜（Raphanus sativus L.）在我国蔬菜生产供应中占有重要地位。抽薹开花时间影响萝卜产量品质。防止先期抽薹、创新晚抽薹种质成为蔬菜遗传育种重要课题。本项目开展了RsFLC/RsFT基因遗传特性与功能研究，取得以下主要进展：利用不同抽薹特性萝卜高代自交系为材料，分离出抽薹开花关键基因RsFLC与RsFT。RsFT1完整ORF为528bp；gDNA含4个外显子和3个内含子；亚细胞定位表明RsFT在核中表达；通过基因组步移法分离到RsFT启动子。发现早、晚抽薹品系RsFLC存在插入-缺失，开发功能标记用于抽薹特性鉴定；发现晚抽薹品系有4种转录本；分离出RsFLC启动子，发现早、晚抽薹材料PRsFLC1、PRsFLC2中元件差异导致抽薹开花时间不同；系列缺失启动子分析推测-395bp~+1bp对基因转录调控具关键作用。筛选出萝卜RT-qPCR内参基因TEF2、RPⅡ和ACTIN；在不同春化深度（4℃，0/10/20/30/40d）与光周期（LD/MD/SD）下，RsFLC与RsFT互作表达表明，随着光照时间缩短，早、晚抽薹材料RsFT表达量均明显下降，而RsFLC不受光时影响；随着春化时间延长，RsFLC表达量明显下降，且晚抽薹材料下降更快，而RsFT表达略有上升，可能受春化作用影响。农杆菌介导叶盘法转化烟草过表达RsFT植株开花时间明显提前，表明RsFT促进开花；过表达RsFLC植株明显晚花，表明RsFLC抑制开花；浸花法转化拟南芥的35S：：RsFLC2-1植株明显晚花，表明RsFLC2-1抑制抽薹开花。叶片转录组de novo测序发现24个候选基因参与植物节律调节通路，142个基因参与不同抽薹开花调控通路。从营养与生殖生长期叶片sRNA文库中分离到59个抽薹开花相关miRNAs，包括42个已知和17个新型miRNA，发现部分靶基因参与抽薹开花，提出miRNA介导的抽薹开花调控网络模型。通过cDNA文库测序鉴定出抽薹相关差异表达基因（DEGs），其中37个DEGs参与植物激素信号转导，95个DEGs参与不同抽薹开花路径。分析了抽薹开花相关基因RsFPF1、CO、AP1与SVP特征。共表达分析显示24对miRNA-DEG参与抽薹开花；解析了基于miRNA-DEG的萝卜抽薹开花遗传调控网络。研究结果为揭示萝卜抽薹开花分子机制与耐抽薹种质创新提供了理论依据。