《油松LEAFY/NEEDLY靶基因篩選及其功能特異性研究》是依託北京林業大學，由鈕世輝擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：油松LEAFY/NEEDLY靶基因篩選及其功能特異性研究
- 依託單位：北京林業大學
- 項目負責人：鈕世輝
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
LEAFY是被子植物生殖發育調控網路中的核心調控因子，是整合內源與環境調控信號並向下傳遞引發生殖發育的節點。然而LEAFY同源基因在裸子植物生殖發育中的具體功能尚不十分清楚，特別是對其直接調控靶基因的篩選鑑定研究十分匱乏。在前期工作的基礎上，本項目將以油松為材料，對其兩類LEAFY同源基因（LEAFY ⁄ NEEDLY）的功能與作用機制進行解析：（1）篩選LEAFY同源基因的直接調控靶基因；（2）研究它們對油松BC類基因的調控及機制；（3）分析LEAFY與NEEDLY在油松生殖發育中的功能特異性。在本項目中，擬採用轉基因表達譜分析、共表達網路分析、調控元件分析等新研究手段，旨在揭示以油松為代表的裸子植物LEAFY與NEEDLY在生殖發育調控中的具體功能，也為LEAFY同源基因在種子植物生殖進化中的地位與作用理論的發展提供新的數據支撐。
結題摘要
LEAFY是被子植物生殖發育調控網路中的核心調控因子，是整合內源與環境調控信號並向下傳遞引發生殖發育的節點。然而LEAFY同源基因在裸子植物生殖發育中的具體功能尚不十分清楚，特別是對其調控靶基因篩選及其功能特異性研究十分匱乏。本項目在建立油松愈傷組織誘導與遺傳轉化體系的基礎上，在油松愈傷細胞內超表達了油松LEAFY同源基因PtLEAFY（PtLFY）與PtNEEDLY（PtNLY），通過RNA-seq分析篩選了其調控靶基因，發現PtLFY與PtNLY回響基因存在一定的相似性，表明其功能在油松中的確存在一定的冗餘，但同時兩者也有各自獨特的回響基因，為兩者功能的特異性提供了直接證據；油松PtLFY與PtNLY可以部分恢復擬南芥lfy-1突變體表型，其中PtNLY / lfy-1產生花器官結構較多，並可產生少量可育果莢，表明PtNLY在擬南芥中對花器官發育的調控功能更強。PtLFY與PtNLY均可結合AP1啟動子元件，但與PtLFY相比，PtNLY可以形成更強的同源二聚體，同時PtNLY與油松UFO同源蛋白互作強度更強，表明其在調控B類基因表達中發揮主要作用。在不同油松組織樣品中，PtLFY與PtNLY具有十分相似的表達模式，但幾乎在所有樣本中，PtNLY均具有更高的表達豐度。綜合以上分析，表明PtLFY與PtNLY具有部分冗餘的功能，同時也存在一定的功能特異性，其中PtNLY可能在針葉樹發育過程中發揮更核心的調控功能。本研究為深入理解裸子植物LFY與NLY基因的功能分化提供了重要數據參考。
