一种橡胶树开花调控蛋白HbTFL1-1及其编码基因与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物技术领域，具体地说，涉及一种橡胶树开花调控蛋白HbTFLl-I及 其编码基因与应用。
【背景技术】
[0002] TFLl/CEN-like基因广泛存在于开花植物中，是一类非常重要的开花抑制者。它们 通过抑制FT基因的下游花器官决定基因 APl和LFY基因，实现抑制开花的目的。
[0003] 在拟南芥tfll突变体中，拟南芥营养生长期显著缩短，同时花序从无限花序 转变为终端花序。因此证明拟南芥T F L1基因具有同时调控营养生长和花序发育的功 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，两 个TFLl-Iike基因被证明调控豌豆两个不同的发育阶段，LF基因调控维持顶端分生组织 的不确定性，而DET基因则调控花序分生组织的不确定性。因此，在lf/DET植株中，开花 期提前，但是花序的发育没有受到影响；在LF/det植株中，开花期没有受到影响，但花序 由无限花序转变为终端花序；在lf/det双突变植株中，表型就像拟南芥tfll突变体一 样，营养生长期和花序发育都受到严重影响（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 Celll5:2742 - 2754)〇 而 CEN 基因，最早发现于模式植物金鱼草中，它有非常强的组织表达特异性，当花序分生组织形成 不久就开始表达，并随着花序的发育而逐渐增强。金鱼草cen突变体植株表现出花序从 无限花序转变为终端花序，但营养生长没有受到影响，由此说明CEN在金鱼草中调控着花 序发育并维持花序分生组织不确定性（Bradley D，Carpenter R，Copsey L，Vincent C， Rothstein S，Coen E (1996)Control of inflorescence architecture in Antirrhinum. Nature379:791-797.)。而在另一个模式植物烟草中，CET2/CET4却表现出不同的表达 模式，Amaya等（1999)研究表明它们只在处于营养生长的侧芽中高表达，当烟草进入开 花时期，它们的表达受到NFL基因抑制并逐渐降低。说明CET2/CET4对营养器官发育的 维持有非常重要的作用（Amaya I，Ratcliffe 0 J，Bradley D J(1999)Expression of CENTRORADIALIS(CEN)and CEN-Iike genes in tobacco reveals a conserved mechanism controlling phase change in diverse species. Plant Cell 11:1405 - 1418)。
[0004] 以上研究结果表明，TFLl/CEN-like基因对植物营养生长和/或生殖发育的调控 起着非常重要的作用。巴西橡胶树有着长达5-8年的营养生长期，研究不同TFLl/CEN-like 基因在橡胶树中的机理有助于对橡胶树生长期进行有效调控。目前，在巴西橡胶树中，尚未 有关TFLl/CEN-like基因的报道。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种橡胶树开花调控蛋白 HbTFLl-I及其编码基因与应用。
[0006] 为了实现本发明目的，本发明首先提供一种橡胶树开花调控蛋白HbTFLl-Ι，其氨 基酸序列如SEQ ID No. 3所示。
[0007] 本发明还提供了所述蛋白的编码基因。
[0008] 进一步地，其核苷酸序列为SEQ ID No. 1中的191bp~712bp所示。
[0009] 本发明还提供了一种来自橡胶树的开花调控基因 HbTFLl-Ι，其cDNA序列如SEQ ID No. 1 所示。
[0010] 进一步地，其DNA序列如SEQ ID No. 2所示。
[0011] 本发明还提供了含有前述编码基因的载体。
[0012] 本发明还提供了含有前述载体的工程菌。
[0013] 本发明进一步提供了前述编码基因与前述基因在延迟植株开花方面的应用。
[0014] 进一步地，所述应用为将所述工程菌侵染植株，获得开花期延迟的转基因植株。
[0015] 主要特征表现在轮座叶和主枝节点数明显增多，花器官出现缺失，导致角果异常， 结实率降低。最严重的可引起转基因植株出现不开花表型。
[0016] 本发明的有益效果在于：
[0017] 本发明首次公开了 5个开花调控基因，即TFLl/CEN-like同源基因，它们在橡胶树 营养器官中有着不同的表达模式：
[0018] 1)对于TFLl-Iike同源基因来说，HbTFLl-I主要在根和稳定叶中表达，HbTFLl-2 主要在根中特异表达，而HbTFLl-3则在茎和顶端分生组织中表达。另外它们有一个共同的 表达特点，就是在开花期（每年的3月份），3个基因在处于生殖生长阶段植株中的各自的 营养器官中的表达明显低于处于童期营养生长的植株。在花序发育过程中，3个基因的表达 都随着花序的发育而逐渐升高，但在开花的雄花和雌花中却表现着不同的相对表达量，其 中，HbTFLl-I在雄花和雌花中表达差不多，HbTFLl-2在雌花中表达明显高于在雄花中的表 达；而HbTFLl-3则在雄花中的表达非常显著的高于雌花中的表达。
[0019] 2)对于CEN-Iike同源基因来说，它们在橡胶树营养器官中有着类似的表达模式， 但不完全相同。在3个月大小苗中二者主要在根、茎和芽中表达。在生长发育过程中，二者 表现出的表达趋势分为三种。第一，在根中，二者都随着年龄增加表达逐渐降低，在2年树 中降低为零。第二，在茎中，二者表现出先升高后降低的趋势；在芽中，HbCENl表现出先升 高后降低的表达趋势，而HbCEN2则表现出随着年龄增加逐渐降低的趋势。在花序发育过程 中，二者表现出相似的表达模式，即随着花序的发育它们的表达逐渐降低，尤其是HbCENl， 表达趋势非常明显。
[0020] 另外，分别将5个基因分别转入野生型拟南芥中，转基因植株比野生型植株在营 养生长期和花期都有明显的延长。主要特征表现为轮座叶和主枝节点数明显增多，花器官 出现缺失，导致角果异常，结实率降低。最严重的可引起转基因植株出现不开花表型。再将 5个基因分别转入转入tfll-Ι突变体中，结果，5个基因皆能有效地将tfll-Ι突变表型恢 复为野生型表型，有些还出现了严重的延迟营养生长期和花期的表型，更有甚者出现了不 开花现象。
[0021] 因此，这5个基因可作为巴西橡胶树开花调控的重要候选基因，通过对巴西橡胶 树的遗传转化有望实现对巴西橡胶树花期调控。同样，也可在其他农作物中应用，解决近缘 种或者不同品种杂交时花期不育带来的一系列问题，另外也可对生育期进行调控。
【附图说明】
[0022] 图1为3个TFLl-Iike基因组织特异性表达和时空表达分析。其中A为HbTFLl-I 基因时空表达模式分析；B为HbTFLl-2基因时空表达模式分析；C为HbTFLl-3基因时空表 达模式分析。
[0023] 图2为2个CEN-Iike基因组织特异性表达和时空表达分析。其中A为HbCENl基 因时空表达模式分析；B为HbCEN2基因时空表达模式分析。
[0024] 图3为3个TFLl-Iike基因在花序5个不同发育阶段的表达分析。I，第一发育阶 段的花序；II，第二发育阶段的花序；III，第三发育阶段的花序；IV，第四发育阶段的花序； V，第五发育阶段的花序；A为HbTFLl-I基因表达分析；B为HbTFLl-2基因表达分析；C为 HbTFL 1-3基因表达分析。
[0025] 图4为2个CEN-Iike基因在花序5个不同发育阶段的表达分析。I，第一发育阶 段的花序；II，第二发育阶段的花序；III，第三发育阶段的花序；IV，第四发育阶段的花序； V，第五发育阶段的花序；A为HbCENl基因表达分析；B为HbCEN2基因表达分析。
[0026] 图5为野生型拟南芥分别与转3个TFLl-Iike基因植株开花表型比较。其中A为 野生型拟南芥与其转HbTFLl-I基因开花表型比较；B为野生型拟南芥与其转HbTFLl-2基 因植株开花表型比较；C为野生型拟南芥与其转HbTFLl-3基因植株开花表型比较。
[0027] 图6为野生型拟南芥分别与转2个CEN-Iike基因植株开花表型比较。其中A为 野生型拟南芥与其转HbCENl基因开花表型比较；B为野生型拟南芥与其转HbCEN2基因植 株开花表型比较。
[0028] 图7为拟南芥tf 11-1突变体转化3个TFLl-Iike基因的恢复验证实验。
[0029] 图8为拟南芥tf 11-1突变体转化2个CEN-Iike基因的恢复验证实验。
【具体实施方式】
[0030] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0031 ] 实施例1巴西橡胶树5个目标基因的获得
[0032] 根据中国热带农业科学院橡胶研究所的橡胶树基因组数据库和叶片转录组数据 库，通