[发明专利]甘蔗开花调控蛋白ScFT-2及其编码基因

说明书

本发明涉及甘蔗开花调控蛋白ScFT‑2及其编码基因，属于植物基因工程技术领域。所述的甘蔗开花调控蛋白ScFT‑2为由SEQ ID NO.1所示氨基酸序列组成，编码基因及基因组DNA核苷酸序列如SEQ ID No.2和SEQ ID No.3。本发明是从甘蔗品种粤糖93‑159成熟期叶片提取总RNA和基因组DNA，用PCR方法结合RACE技术得到ScFT‑2 cDNA全长和基因组DNA。本发明中所述ScFT‑2基因作用部位在甘蔗的茎尖和幼叶，该基因参与了甘蔗花期调节和花穗形成发育过程，具有促进甘蔗开花的作用，本发明对探究甘蔗开花机制、促进甘蔗亲本开花和甘蔗花期调控技术的研发具有较大的实用价值。

技术领域

本发明涉及分子生物学中的基因技术领域，属于植物基因工程技术领域，具体涉及甘蔗开花调控蛋白ScFT-2及其编码基因。

背景技术

从营养生长向生殖生长的转变是高等植物发育中的一个重大事件。在营养组织上出现生殖过程的转变是由内在的因素和环境因子共同调控的。茎尖分生组织(SAM)是一群未分化细胞，在营养生长期间发育成叶和枝。在受到环境和内因的影响下，SAM茎尖分生组织经历了一个特定的改变产生了花(芽)原基。通过对拟南芥成花诱导的分子生物学分析，鉴定出了许多包括自身调节途径、赤霉素途径、光周期途径和春化途径等4个在响应网络中起关键调控作用的花期基因。

FT-like亚家族属于FT/TFL1基因家族成员，均具有保守的PEBP结构域，它们编码的蛋白均含有保守的Tyr85和Gln140残基，在第4个外显子中含有对FT活性起关键作用的11个保守氨基酸残基和高度保守的LYN三联体模块，主要发挥促进开花的作用；FT是花发育途径中的汇集点，它可以整合来自光周期途径、春化途径和自主途径等不同花发育途径的信号，在植物花发育中发挥着重要作用。2007年，世界各地先后有不同的科学家在不同的植物材料中证实了FT蛋白就是人们苦苦寻找的“成花素”，它可以通过韧皮部从叶片运输到茎端分生组织，FT蛋白与bZIP转录因子FLOWERING LOCUS D(FD)互作，共同激活花分生组织基因APETALA 1(AP1)表达，从而促进成花转换并启动花发育过程。

甘蔗属于单子叶植物，是蔗糖生产的重要原料，占世界糖产量的三分之二。甘蔗是短日照植物，深入的认识甘蔗开花过程是很重要的，原因一，在热带地区甘蔗品种容易开花，甘蔗生殖生长的转变导致一些糖分运输到正在发育的花序中，从而使存储的蔗糖离开茎秆，因此逐渐减少了原料的糖产量。原因二，在中国内陆及其它非热带地区植蔗国，甘蔗亲本开花难且花期不遇成为甘蔗杂交育种和新亲本创制的主要“瓶颈”，限制了野生种质资源的杂交利用，阻碍了育种效率的提高。目前，常规杂交育种主要采用人工光周期调控技术诱导甘蔗亲本开花进行杂交利用，但还存在不同亲本诱导开花的难度不一，且花期不遇的问题，这导致很多甘蔗优良亲本及组合因花期不遇，甚至难开花而难以被杂交利用。甘蔗生长周期较长，亲本从种植到诱导开花需时一年到一年半，如何有效提高甘蔗诱导开花的效率，精准控制花期，缩短甘蔗育种年限，提升育种效率等都是目前甘蔗杂交育种需要解决的关键问题。

最近，巴西Coelho等从甘蔗EST数据库中鉴定了5个不完全的甘蔗FT基因序列，命名为ScFT1、ScFT2、ScFT3、ScFt4和ScFT5，其中ScFT2与玉米的ZCN8和ScFT1的关系最近。ScFT3和ScFT4与促进开花的Hd3a、FT和BvFT1基因聚在一起。对这些候选基因进行更进一步的功能分析将有助于了解这些基因在甘蔗花期调控中的作用。

人工光周期调控诱导甘蔗亲本开花技术体系的建立，实现了甘蔗有性杂交育种，让资源间的优异血缘得到交流，拓宽了品种的遗传基础，改良了品种的抗逆性、适应力、活力，极大推动了甘蔗遗传育种的发展，但依然存在一些问题，如有些亲本(特别是甘蔗原始亲本热带种)难被诱导开花，杂交组合亲本花期不遇以及花粉育性低等问题。解决以上问题，就需要研究者了解甘蔗开花的分子调控机制，找到影响甘蔗成花转变的关键调控节点，通过调控内源和外源因子控制甘蔗的开花时间，从而为甘蔗亲本花期的精准调控奠定重要的理论基础。

发明内容