《核因子NFYBs影響菊花成花的調節機理解析》是依託中國農業大學，由洪波擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：核因子NFYBs影響菊花成花的調節機理解析
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：洪波
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
菊花是全球重要的商品花卉。菊花的成花大多受到短日照環境的誘導，商品化周年生產主要靠光照的調節，耗能且費時，極大地增加了生產成本。因此，認知菊花的成花機理，培育光周期不敏感品種，始終是菊花品種創製的國際性研究熱點。申請者近期的研究發現，核因子NFYBs家族中的多個成員在菊花中的過量表達或RNAi沉默能夠顯著影響轉基因植株在非誘導開花條件下的開花時期。基於此，本研究擬進一步檢測NFYB 重要成員對菊花成花的影響，解析所涉及的下游基因和miRNA調節網路，篩選和鑑定互作蛋白，從轉錄和轉錄後層面揭示核因子NFYB成員影響菊花成花的調節機制，為從進化的角度解析菊花開花的分子生物學補充新數據，進而為培育光周期不敏感的菊花新品種提供基因儲備。
結題摘要
菊花在世界範圍內都是極其重要的觀賞植物，通常屬於短日照類型，目標花期的實現主要依賴於以光照為基礎的栽培調控措施。同時，在綠化套用中，依賴於充足水分的供給。因此，菊花的成花機理和乾旱脅迫回響機理始終是菊花研究的重要的課題。本項目首先對NF-YB家族基因進行了分離鑑定，明確CmNF-YB8可調節開花，通過基因沉默，觀察了CmNF-YB8基因對植物開花時間和乾旱脅迫耐性的影響，進而探討了CmNF-YB8影響植株開花時間和乾旱脅迫耐性的分子生理機制。主要結果如下：（1）從菊花中克隆得到了一個由952個核苷酸組成的NF-YB家族基因，其在菊花植株的所有組織中均有表達。在乾旱處理6 h後，該基因表達被乾旱強烈抑制。（2）成功獲得CmNF-YB8沉默菊花植株和過量表達擬南芥植株，對CmNF-YB8沉默菊花植株整個生長期的觀察發現，與對照植株相比，CmNF-YB8沉默菊花植株的花期明顯提前。對CmNF-YB8過量表達擬南芥植株的整個生長期觀察發現，過表達植株在營養生長階段葉片發育遲緩，開花明顯延遲。（3）分別對CmNF-YB8轉基因菊花和擬南芥進行了乾旱脅迫處理。結果表明，與菊花WT植株相比較，CmNF-YB8沉默菊花植株的乾旱脅迫耐性顯著增強；與WT擬南芥對照植株相比，CmNF-YB8過量表達擬南芥植株乾旱脅迫耐性明顯減弱，葉片失水率明顯較高，而最終成活率卻很低。（4）通過RNA-seq，在CmNF-YB8菊花沉默植株中共得到758個差異表達基因，其中共得到15個上調的開花相關基因，包括，4個SPL家族基因和7個開花途徑下游的整合子基因，以及4個CO家族基因，表明CmNF-YB8菊花沉默植株中的花期改變主要通過調控Aging途徑和光周期途徑。通過miRNA-seq，在菊花沉默植株中得到17個開花相關差異表達miRNA，其中6個為miRNA156家族基因。通過染色質免疫共沉澱分析發現miRNA156a和miRNA156c是CmNF-YB8的直接下游基因。（5）CmNF-YB8 通過表觀遺傳修飾調控菊花開花，對菊花CmNF-YB8-RNAi、WT植株中甲基化水平進行了分析。結果顯示在CmNF-YB8-RNAi植株中H3K4me3的水平比WT高，H3K27me3的水平低於WT。綜上所述，CmNF-YB8基因在菊花中具有調節開花和乾旱脅迫耐性雙重功能。
