拟南芥开花时间调控的研究进展.doc

拟南芥成花时间调控 REGULATION OF TIME TO FLOWER IN ARABIDOPSIS THALIANA 朱克明 学号：D06064 导师：梁建生 摘要：调控开花时间是大多数植物由营养生长向生殖生长转化的一个重要生长发育过程。影响拟南芥开花时间的因素有很多，其中光照和温度是两个主要的外部因素，而赤霉素(GA)和一些自主性因子是主要的内部因素。目前，一般按照对以上因素的反应将晚花突变体归于四条开花调控途径：光周期途径、春化途径、自主途径和GA途径。在不断变化的外部环境条件和内部生理条件下，这些途径通过一些主要的整合基因如SOC1、FT、LFY等实现了对拟南芥开花时间的精确调控。 关键词：拟南芥，开花时间，整合途径 Abstract: The timing of the floral transition has significant consequences for reproductive success in plants. There are many factors affecting the flowering time of Arabidopsis. The photoperiod and temperature are the major external factors, and the GA and autonomous factors are the major internal factors. Genetic analysis of Arabidopsis thaliana has identified numerous pathways that control the timing of the floral transition: photoperiod pathway, vernalization pathway, autonomous pathway and GA pathway. Depending on abiotic (photoperiod, temperature, nutrients) and biotic (competition, pollinators, herbivores) conditions, these processes are integrated by the function of the genes LHY, SOC1, and FT at the integration pathway. The integrated signal of the floral induction is transmitted to the floral meristem identity genes , and floral morphogenesis is performed. Key words: Arabidopsis, flowering time, integration pathway 开花是植物由营养生长向生殖生长转型的最重要的一个过程，在合适的时间完成这个转型是植物实现生殖发育所必需的。通过对开花时间的调控，植物才能实现种间同步杂交并产生尽可能多的种子，这是植物在长期进化过程中形成的对环境条件的一种适应。最近十余年来，利用拟南芥为模式植物，对高等植物开花时间调控机理与信号转导途径的研究取得了长足的进步。目前我们对植物开花时间调控机制的了解主要是通过对拟南芥的遗传学研究获得的。 拟南芥的开花时间受许多因素的影响，其中光照(光质、光强、日照长度) 和温度是主要的外部因素，自主途径因子和赤霉素(GA)是主要的内部因素。此外，植物的生理状况(如年龄、植株大小)、胁迫条件(如干旱、营养匮乏、拥挤、病害、极点温度)、植物激素、水杨酸、碳水化合物、维生素C、谷胱甘肽、过氧化氢、Ca2+ 浓度、micro RNA等也对开花时间产生一定的影响。通常这多种信号汇集在一起调控顶端分生组织(shoot apical meristem；SAM)的发育过程，这种随着内在生理条件和外界环境条件的变化而对开花时间所进行的精细调控，是拟南芥在长期进化过程中形成的一种适应性的选择优势。 拟南芥对开花时间的调控是通过多个不同的遗传位点来实现的。现在已发现拟南芥中有80 多个位点影响开花时间，其中20多个位点与晚花有关。目前对开花时间的研究主要集中于筛选开花时间改变的突变体及这些突变基因的克隆和功能研究。根据开花突变体在不同环境条件下(主要指光照、温度) 的表型和遗传上位性实验，通常将晚花突变体分为四条开花促进途径：光周期途径(photoperiodpathway)、自主途径(autonomous pathway)、春化途径(vernalization pathway)