转录因子IgBBX7参与GA调控德国鸢尾开花的分子机制研究

Iris germanica L. is one of the most ornamental species of iris genus, its flower posture is peculiar and rich in color and of high ornamental and economic value. However, the spring flowering habit of Iris germanica affected its annual year round production and supply. We previously found that exogenous GA treatment can promote early flowering of the Iris germanica ‘2010200’, and significantly inhibit the expression of the transcription factor IgBBX7. The gene expression trend was correlated to the flowering phenotype. Therefore, the present proposal intends to clone IgBBX7 gene via RACE-PCR, analysis IgBBX7 expression characteristics, subcellular localization, transcriptional activation activity to clarify the expression characteristics of IgBBX7. To identify gene function via overexpressing or artificial microRNA interfering transformation. Using yeast two-hybrid to screen its interaction proteins, then using bimolecular fluorescence complementation (BiFC) and Co-Immunoprecipitation（CoIP）to confirm the interaction. Taken together, the present proposal will disclose the mechanism of IgBBX7 in regulating the flowering time of Iris germanica, which will provide theoretical basis for molecular breeding. Therefore, the present proposal is of both theoretical and practical significance.

德国鸢尾（Iris germanica L.）是鸢尾属最具观赏价值的种类，其花形奇特、花色丰富，观赏和经济价值高，但其花期多集中于春季，严重制约了周年生产供应。项目组前期发现，外源GA处理可促进德国鸢尾‘2010200’提早开花，且GA处理显著抑制转录因子IgBBX7的表达，基因表达趋势与开花表型相关。为此，本申请项目拟借助RACE-PCR技术克隆IgBBX7基因，分析其表达特性、亚细胞定位、转录激活活性，明确IgBBX7的表达特性；借助超表达、基因沉默反向遗传学技术，解析IgBBX7在GA促进德国鸢尾开花中的生物学功能；通过酵母双杂交筛选IgBBX7的互作蛋白，并运用BiFC、CoIP等技术进行体外验证，初步阐明IgBBX7在转录后水平参与GA调控德国鸢尾开花的分子机制。研究结果不仅可在德国鸢尾成花机理方面取得突破，亦可为德国鸢尾花期改良提供依据，具有重要的理论意义与实践价值。

德国鸢尾（Iris germanica L.）是鸢尾属最具观赏价值的种类，其花形奇特、花色丰富，观赏和经济价值高，但其花期多集中于春季，严重制约了周年生产供应。项目组前期研究发现，外源GA处理可促进德国鸢尾‘2010200’提早开花，且GA处理显著抑制转录因子IgBBX7的表达，基因表达趋势与开花表型相关。为此，本项目借助RACE-PCR技术克隆得到了IgBBX7基因全长，组织表达模式分析显示，IgBBX7基因在叶片中表达量最高；时空表达模式分析显示，在花芽分化过程中IgBBX7表达量逐渐降低，花芽分化完成后升高。转录激活活性验证结果显示，IgBBX7基因具有转录激活活性。亚细胞定位结果显示，IgBBX7基因定位于细胞核中。为了验证IgBBX7基因的功能，构建了超表达和amiRNA沉默载体，采用农杆菌浸染法获得了转基因德国鸢尾和拟南芥，并对IgBBX7转基因拟南芥的开花表型进行了观察，结果显示超表达IgBBX7后，植株表现出抽薹时间缩短，莲座叶数目减少，开花时间提前的表型，对调控开花的关键基因进行定量分析，结果显示，开花促进基因CO、FT、SOC、LFY和AP1的表达量明显上调，而开花抑制因子FLC的表达量显著下调；在转基因德国鸢尾中，与野生型相比，IgBBX7超表达转基因株系中开花素FT基因的表达量明显上调，而沉默株系中其表达量显著下调。为了进一步研究IgBBX7参与开花调控的分子机理，通过酵母双杂交筛选出IgBBX7的互作蛋白IgBBX24，并运用酵母双杂交与双分子荧光互补（BiFC）实验进行了验证，初步阐明IgBBX7在转录后水平参与GA调控德国鸢尾开花的分子机制。研究结果不仅可在德国鸢尾成花机理方面取得突破，亦可为德国鸢尾花期改良提供依据，具有重要的理论意义与实践价值。