近日,生物学期刊Plant Science发表了我室何新华团队的最新论文“Overexpression of two CONSTANS-like 2 (MiCOL2) genes from mango delays flowering and enhances tolerance to abiotic stress in transgenic Arabidopsis”。
CONSTANS/CONSTANS-like(CO/COL)基因家族是植物光周期调控成花的关键基因之一。本研究从‘四季蜜芒’中分离获得了两个COL2同源基因,命名为MiCOL2A和MiCOL2B,它们属于CO/COL基因家族的I类CO/COL基因家族,包含两个B-box和1个CCT结构域,表达模式分析显示MiCOL2A和MiCOL2B基因在叶片中高度表达,在芒果成花转变后期出现表达高峰,在长日照和短日照条件下均出现比较稳定的昼夜节律。将其转入模式植物拟南芥中,功能分析显示,MiCOL2A和MiCOL2B基因过表达株系在长日照(LD)和短日照(SD)条件下均显著延迟了拟南芥的开花时间。此外,MiCOL2A和MiCOL2B过表达拟南芥植株在干旱胁迫、盐胁迫和ABA胁迫下的抵抗能力显著高于对照野生型植株,进一步分析显示,转基因显著提高了拟南芥内源逆境胁迫抗性基因的表达水平,生理生化指标测定显示,转基因植株的脯氨酸和保护酶显著升高,而丙二醛显著下降。双分子荧光互补(BiFC)分析显示,MiCOL2A和MiCOL2B可以与逆境胁迫转录因子MiZFP4、MiMIEL1和MiRZFP34蛋白互作,其中MiZFP4和MiRZFP34也直接影响植物成花。以上研究表明,MiCOL2A和MiCOL2B不仅影响芒果开花时间,而且还参与了逆境胁迫应答。
本研究明确了芒果MiCOL2A和MiCOL2B基因不仅影响芒果成花,还参与了逆境胁迫应答,可以与逆境胁迫相关蛋白相互作用。本研究为深入揭示芒果MiCO/COL基因在调控芒果成花与逆境胁迫应答调控网络的研究奠定基础。
2020级园艺学硕士研究生梁容真和广西大学农学院罗聪副教授为论文共同第一作者,何新华教授为独立通讯作者。本研究得到了国家现代农业产业技术体系广西芒果创新团队栽培与病虫害防治岗位项目(nycytxgxcxtd-2021-06-2),“科技先锋队‘强农富民’‘六个一’专项行动”(桂农科盟202204)以及广西研究生教育创新计划资助项目(YCBZ2022024)共同资助。
文章链接:doi:10.1016/j.plantsci.2022.111541.