一種橡膠樹開花調控蛋白HbTFL1-3及其編碼基因與應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及生物技術領域，具體地說，涉及一種橡膠樹開花調控蛋白HbTFLl-3及 其編碼基因與應用。
【背景技術】
[0002] TFLl/CEN-like基因廣泛存在于開花植物中，是一類非常重要的開花抑制者。它們 通過抑制FT基因的下游花器官決定基因API和LFY基因，實現抑制開花的目的。
[0003] 在擬南芥tfll突變體中，擬南芥營養生長期顯著縮短，同時花序從無限花序 轉變為終端花序。因此證明擬南芥T F L1基因具有同時調控營養生長和花序發育的功 會泛(Bradley D, Ratcliffe 0，Vincent C, Carpenter R，Coen E(1997)Inflorescence commitment and architecture in Arabidopsis. Science 275:80 - 83)。在碗豆中，兩 個TFLl-like基因被證明調控豌豆兩個不同的發育階段，LF基因調控維持頂端分生組織 的不確定性，而DET基因則調控花序分生組織的不確定性。因此，在lf/DET植株中，開花 期提前，但是花序的發育沒有受到影響；在LF/det植株中，開花期沒有受到影響，但花序 由無限花序轉變為終端花序；在lf/det雙突變植株中，表型就像擬南芥tfll突變體一 樣，營養生長期和花序發育都受到嚴重影響（Foucher F，Morin J，Courtiade J，Cadioux S, Ellis N, Banfield M J, Rameau C(2003)DETERMINATE and LATE FLOWERING are two TERMINAL FL0WER1/CENTR0RADIALIS homologs that control two distinct phases of flowering initiation and development in pea. Plant Cell 15:2742 - 2754)。而 CEN 基因，最早發現于模式植物金魚草中，它有非常強的組織表達特異性，當花序分生組織形成 不久就開始表達，并隨著花序的發育而逐漸增強。金魚草cen突變體植株表現出花序從 無限花序轉變為終端花序，但營養生長沒有受到影響，由此說明CEN在金魚草中調控著花 序發育并維持花序分生組織不確定性（Bradley D，Carpenter R，Copsey L，Vincent C， Rothstein S，Coen E (1996)Control of inflorescence architecture in Antirrhinum. Nature379:791-797.)。而在另一個模式植物煙草中，CET2/CET4卻表現出不同的表達 模式，Amaya等（1999)研究表明它們只在處于營養生長的側芽中高表達，當煙草進入開 花時期，它們的表達受到NFL基因抑制并逐漸降低。說明CET2/CET4對營養器官發育 的維持有非常重要的作用（Amaya I，Ratcliffe 0J，Bradley DJ(1999)Expression of CENTRORADIALIS(CEN)and CEN-like genes in tobacco reveals a conserved mechanism controlling phase change in diverse species. Plant Cell 11:1405 - 1418)。
[0004] 以上研究結果表明，TFLl/CEN-like基因對植物營養生長和/或生殖發育的調控 起著非常重要的作用。巴西橡膠樹有著長達5-8年的營養生長期，研究不同TFLl/CEN-like 基因在橡膠樹中的機理有助于對橡膠樹生長期進行有效調控。目前，在巴西橡膠樹中，尚未 有關TFLl/CEN-like基因的報道。
【發明內容】
[0005] 為了解決現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種橡膠樹開花調控蛋白 HbTFLl-3及其編碼基因與應用。
[0006] 為了實現本發明目的，本發明首先提供一種橡膠樹開花調控蛋白HbTFLl-3,其氨 基酸序列如SEQ ID No. 9所示。
[0007] 本發明還提供了所述蛋白的編碼基因。
[0008] 進一步地，其核苷酸序列為SEQ ID No. 7中的239bp~757bp所示。
[0009] 本發明還提供了一種來自橡膠樹的開花調控基因HbTFLl-3,其cDNA序列如SEQ ID No. 7 所示。
[0010] 進一步地，其DNA序列如SEQ ID No. 8所示。
[0011] 本發明還提供了含有前述編碼基因的載體。
[0012] 本發明還提供了含有前述載體的工程菌。
[0013] 本發明進一步提供了前述編碼基因與前述基因在延遲植株開花方面的應用。
[0014] 進一步地，所述應用為將所述工程菌侵染植株，獲得開花期延遲的轉基因植株。
[0015] 主要特征表現在輪座葉和主枝節點數明顯增多，花器官出現缺失，導致角果異常， 結實率降低。最嚴重的可引起轉基因植株出現不開花表型。
[0016] 本發明的有益效果在于：
[0017] 本發明首次公開了 5個開花調控基因，即TFLl/CEN-like同源基因，它們在橡膠樹 營養器官中有著不同的表達模式：
[0018] 1)對于TFLl-like同源基因來說，HbTFLl-1主要在根和穩定葉中表達，HbTFLl-2 主要在根中特異表達，而HbTFLl-3則在莖和頂端分生組織中表達。另外它們有一個共同的 表達特點，就是在開花期（每年的3月份），3個基因在處于生殖生長階段植株中的各自的 營養器官中的表達明顯低于處于童期營養生長的植株。在花序發育過程中，3個基因的表達 都隨著花序的發育而逐漸升高，但在開花的雄花和雌花中卻表現著不同的相對表達量，其 中，HbTFLl-1在雄花和雌花中表達差不多，HbTFLl-2在雌花中表達明顯高于在雄花中的表 達；而HbTFLl-3則在雄花中的表達非常顯著的高于雌花中的表達。
[0019] 2)對于CEN-like同源基因來說，它們在橡膠樹營養器官中有著類似的表達模式， 但不完全相同。在3個月大小苗中二者主要在根、莖和芽中表達。在生長發育過程中，二者 表現出的表達趨勢分為三種。第一，在根中，二者都隨著年齡增加表達逐漸降低，在2年樹 中降低為零。第二，在莖中，二者表現出先升高后降低的趨勢；在芽中，HbCENl表現出先升 高后降低的表達趨勢，而HbCEN2則表現出隨著年齡增加逐漸降低的趨勢。在花序發育過程 中，二者表現出相似的表達模式，即隨著花序的發育它們的表達逐漸降低，尤其是HbCENl， 表達趨勢非常明顯。
[0020] 另外，分別將5個基因分別轉入野生型擬南芥中，轉基因植株比野生型植株在營 養生長期和花期都有明顯的延長。主要特征表現為輪座葉和主枝節點數明顯增多，花器官 出現缺失，導致角果異常，結實率降低。最嚴重的可引起轉基因植株出現不開花表型。再將 5個基因分別轉入轉入tfll-1突變體中，結果，5個基因皆能有效地將tfll-1突變表型恢 復為野生型表型，有些還出現了嚴重的延遲營養生長期和花期的表型，更有甚者出現了不 開花現象。
[0021] 因此，這5個基因可作為巴西橡膠樹開花調控的重要候選基因，通過對巴西橡膠 樹的遺傳轉化有望實現對巴西橡膠樹花期調控。同樣，也可在其他農作物中應用，解決近緣 種或者不同品種雜交時花期不育帶來的一系列問題，另外也可對生育期進行調控。
【附圖說明】
[0022] 圖1為3個TFLl-like基因組織特異性表達和時空表達分析。其中A為HbTFLl-1 基因時空表達模式分析；B為HbTFLl-2基因時空表達模式分析；C為HbTFLl-3基因時空表 達模式分析。
[0023] 圖2為2個CEN-like基因組織特異性表達和時空表達分析。其中A為HbCENl基 因時空表達模式分析；B為HbCEN2基因時空表達模式分析。
[0024] 圖3為3個TFLl-like基因在花序5個不同發育階段的表達分析。I，第一發育階 段的花序；II，第二發育階段的花序；III，第三發育階段的花序；IV，第四發育階段的花序； V，第五發育階段的花序；A為HbTFLl-1基因表達分析；B為HbTFLl-2基因表達分析；C為 HbTFLl-3基因表達分析。
[0025] 圖4為2個CEN-like基因在花序5個不同發育階段的表達分析。I，第一發育階 段的花序；II，第二發育階段的花序；III，第三發育階段的花序；IV，第四發育階段的花序； V，第五發育階段的花序；A為HbCENl基因表達分析；B為HbCEN2基因表達分析。