Flowering Locus T mRNA长距离移动的分子机理研究

The FT protein has been widely accepted as an essential component of the florigen. However, how FT protein moves long distance remains unknown. Recent finding indicated that FT mRNA can move systemically and its mobility does not rely on the FT protein, moreover the long distance movement of FT mRNA is found to contribute flowering induction. In this project, we aim to dissect the mechanism mainly in the control of FT mRNA trafficking. By setting up an RNA fluorescence system to study the spread of FT mRNA, we will provide a direct evidence on long distnace movement. We will address whether the homologous FT mRNA from other crops possesses the same mobility and flowering induction function as the Arabidopsis FT mRNA. Using virus-based reverse genetics technologies together with RNA structure prediction server(s), we will find out the 2nd structure of the cis-element FT mRNA(s) that determine the RNA mobility. This project will start a research upsurge to discover how the FT mRNA and related protein（s） cooperate in long-distance induction during the flowering signaling process.

FT蛋白质作为开花素信号分子的重要组成部分已被广泛接受，但是其长距离移动的机制还未知。最新结果显示FT mRNA具有诱导开花的功能，并能独立于FT蛋白质进行长距离移动。本项目将从FT mRNA长距离移动的现象入手，将揭示其长距离移动的分子基础。利用RNA荧光技术，建立FT mRNA荧光观察系统，将提供FT mRNA长距离移动的直接分子证据；通过基因克隆以及病毒学导向的反向遗传学技术，明晰FT同源基因mRNA诱导开花功能及长距离移动的特性；采用RNA二级结构预测方法结合病毒学技术，解析结构与移动性的关系，获得具有移动特性的RNA保守结构模型。通过本项目的研究，将掀起对FT mRNA与相关蛋白质在长距离移动并诱导开花过程中相互作用机制研究的热潮。

构建PVX介导的核酸适配体Spinach1载体，转录成RNA后体外荧光观察，发现随着Spinach1数量的增加，类似GFP的荧光信号也得到了增强。将重组PVX/Spianch1的RNA分子接种N.B.烟草，提取系统幼叶的总RNA后，可以在体外观察到类似GFP荧光，其荧光信号强度与Spinach1呈线性关系。该结果证实了Spinach1可以在植物体内稳定存在，且随着串联数量的增加，荧光强度增加。本研究为能在植物体内观察到RNA荧光信号奠定了扎实的基础。构建PVX/ΔCP介导的FT(102)截断序列载体，通过RT-PCR的检测发现FT(102)-5’-60及FT(102)-60-3’均能从接种叶片到系统幼叶进行长距离移动，由于RNA结构预测与其长距离移动之间没有可以研究的切入点，因此也预示着有关RNA移动的后续研究还需要引进新的更敏感的检测技术手段。现有报道已经证实，拟南芥韧皮部含有大量的mRNA。通过构建PVX重组载体，筛选了107个韧皮部检测到的基因。得到具有7组有不同类型表型的相关基因。着重对其中两个基因，RPL10A以及ARF1进行了深入研究。已有报道证实RPL10A参与植物对DNA病毒的抗性调控。而本研究发现RPL10A可能参与植物对RNA病毒的抗性机制中。核糖基化因子ARF1是一类具有信号传递功能家族的成员之一，在人类及动物中的有比较深入的研究。而在植物中的报告还很少，本研究发现ARF1对抗RNA病毒中，可能是通过线粒体途径而达到耐受的目的。