烟草在线据中国科学院网报道 图位克隆显示大豆生育期基因E1为豆科植物中特有的转录因子(Xia et al., 2012 PNAS),但人们对E1基因家族在豆科植物中的功能分化还不甚了解。中国科学院东北地理与农业生态研究所研究人员以菜豆和蒺藜苜蓿为代表性植物,对E1基因家族的功能保守性和分化展开了研究。在大豆中超表达菜豆来源的PvE1L表现出抑制开花的功能,而超表达蒺藜苜蓿来源的MtE1L则对大豆的开花无明显影响,但对大豆植株的株型产生了一定的影响。E1基因转入拟南芥或水稻中,未见明显的花期表型。对筛选获得的蒺藜苜蓿Tnt1插入突变体mte1l进一步分析,MtE1L突变引致植株晚花,表明MtE1L在蒺藜苜蓿具有促进开花的功能。该研究揭示来源于大豆近缘种菜豆的PvE1L基因与来源于蒺藜苜蓿的MtE1L在调控开花的功能上出现了明显的分化,且功能分化与E1基因家族的进化及基因组扩增相关联。该研究为进一步研究豆科植物中光周期调控网络奠定了基础。
该研究以Functional conservation and diversification of the soybean maturity gene E1 and its homologs in legume 为题在《科学报告》(Scientific Reports)杂志上在线发表,东北地理所夏正俊研究组的博士研究生张兴政及助理研究员翟红为共同第一作者。该项目得到了国家重点研发项目、中科院先导专项及自然科学基金项目等资助。
豆科植物中E1基因家族调控开花模式预测图。其中PvE1L为菜豆(common bean)来源的E1同源基因具有抑制开花的功能;MtE1L为蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)来源的E1同源基因具有促进开花的功能。
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