利用CiFT基因超量表达加快柑橘转基因实生态基因功能分析的研究

Citrus seedlings materials are used as the primary explants in genetic transformation, but its transgenic period is so long that it can not identify the function of genes related to flowers and fruit in short period.In recent reports, CiFT genes,citrus floral path-way integrator，have great potential for application to shorten juvenile phase in citrus. So far only CiFT1 gene was studied on trifoliate orange, but CiFT2 and CiFT3 genes no report. Poncirus trifoliata belong to deciduous plants and citrus belong to evergreen plants. CiFT expression pattern between two species is different due to disparate floral induction time, which may cause the differences of the application effect of CiFT genes between two species. Based on the efficent transformation system of sweet orange established in my previous research, this project intends to isolated CiFT1, CiFT2, CiFT3 genes from sweet orange, and through over-expression of three genes in sweet orange seedlings respectively to analyze the ability in shortening juvenile phase. Furtherly, through the two schemes (multiple genes co-transformation and retransformation), fruit specific promoter and fruit traits gene will be imported and evaluated under early flower condition, and finally a transgenic technology scheme of citrus seedlings rapid functional identification of genes will be established. The result will not only help to accelerate the process of citrus genetic engineering breeding, but also has the potentially profound significance of citrus genetic mechanism.

实生态材料是柑橘遗传转化的主要外植体，但因其转基因植株童期长，无法在短期内对一些与生殖器官性状相关启动子和基因的功能进行验证。最近研究结果表明柑橘开花通道整合因子CiFT在柑橘缩短童期上有很大的应用潜力，但目前只有CiFT1在枳上进行了研究，CiFT2、CiFT3基因未有报道。并且落叶枳属和常绿柑橘属植物因花芽诱导的时间不同而导致CiFT的表达模式不同，可能会影响其在二者中的应用效果。本项目在前期建立的甜橙实生态遗传转化体系基础上，拟从甜橙中分离鉴定CiFT1/2/3基因，分别在实生态甜橙中超量表达，分析三者在缩短童期能力上的差异，并通过两种方案（多基因载体一次转化法及单基因载体多次转化法）导入果实特异启动子或果实性状基因，在早花条件下进行基因功能分析，建立一套柑橘实生态快速基因功能鉴定的转基因技术方案。其结果不仅有助于加速柑橘基因工程育种进程，而且对于柑橘遗传机理研究也有潜在的深远影响。

实生态材料是柑橘遗传转化的主要外植体，但因其转基因植株童期长，无法在短期内对一些与生殖器官性状相关启动子和基因的功能进行验证。前人研究结果表明柑橘开花通道整合因子CiFT在柑橘缩短童期上有很大的应用潜力，但目前其在常绿柑橘属植物中的应用效果还未可知。本项目以纽荷尔脐橙叶片为材料进行了FT同源基因克隆及测序分析，三者ORF阅读框全长分别是534 bp、534 bp和537 bp，依次命名为CsFT1、CsFT2、CsFT3，并对其进行了生物信息学分析。通过构建包含CsFT基因和功能基因的植物表达载体，发现CsFT1采用多基因载体一次转化法有望在甜橙中达到早期进行功能基因鉴定的目的。此外，拟南芥AtFT基因转化甜橙后出现了超诱导早花现象，目前已通过构建热诱导表达启动子Hsp诱导AtFT的植物表达载体来转化甜橙，进一步解决开花时间控制问题，为柑橘早期功能基因鉴定开辟了新的途径。本项目的研究对加快柑橘基因工程育种进程具有一定的促进作用。