鐵皮石斛FCA基因的表達及生物信息學分析

李良建, 胡 睿, 裴 薇, 王萬軍

(西南交通大學 生命科學與工程學院， 成都 610031)

開花是判斷植株成熟的一個重要指標，適時開花能保證花朵在適宜的條件下授粉和正常結果，以保證質量和產量[1]。目前發現植物成花調控存在6條途徑：光周期途徑(Photoperiod pathway)[2]、春化途徑(Vernalization pathway)、赤霉素途徑(GA pathway)[3]、自主途徑(Autonomous pathway)[4]、年齡途徑(Age pathway)[5]和溫度途徑[6]。這些調控途徑相互獨立又相互配合，形成有序而復雜的成花調控網絡，共同控制植物的生殖發育。

自主途徑是植物根據自身發育狀態而控制開花，植物在其營養生長達到一定階段后會自然開花，現在比較清楚的自主途徑是通過抑制FLC基因的表達來促進開花[7-8]。參與自主途徑的調控因子主要有FCA、FPA、FLOWERINGLOCUSY(FY)、LUMINIDEPENDENS(LD)、FLOWERINGLOCUSD(FLD)、FVE、FLK和REF6[9]。FCA是自主途徑重要調控因子。其選擇性剪接和選擇性加尾，導致FCA基因產生4種不同轉錄物：α、β、γ及δ，其中只有FCA-γ編碼完整有功能的FCA蛋白，含有2個RNA識別結合域(RNA-recognition motif, RRM)和1個WW蛋白相互作用結構域[10-11]。研究發現，FCA-γ在擬南芥(Arabidopsisthaliana)所有組織中都有表達，但在莖尖中的表達水平最高[12]；過量表達分析表明，只有過量表達FCA-γ轉錄本時，可以明顯促進植物提前開花[11]。FY是FCA WW結構域的伴侶蛋白，FCA-WW結構域與FYPPLPP基序相互作用而阻止FLCmRNA的積累，進而促進開花；此外，還能促使FCA前體mRNA在第3個內含子處發生多聚腺苷化反應，形成較短無活性的FCA蛋白，從而實現FCA的自我負調控[13-14]。近年還在擬南芥中發現一個新的RNA結合蛋白HLP1，能特異結合到FCA轉錄本的兩個Poly (A) 位點附近，并促進遠端Poly (A) 位點的聚腺苷酸化，從而產生有生物學功能的全長FCA轉錄本來抑制FLC的表達，促進開花[15]。……