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落叶松LaDAL1促进拟南芥生命周期运转

已有 2327 次阅读 2022-6-18 23:14 |个人分类:论文分享|系统分类:论文交流

非常高兴向大家介绍我们的工作进展:

Ye, Z.-L.; Zang, Q.-L.; Cheng, D.-X.; Li, X.-Y.; Qi, L.-W.; Li, W.-F. Over-Expression of Larch DAL1 Accelerates Life-Cycle Progression in Arabidopsis. Forests 2022, 13, 953. 




落叶松是我国重要的造林和用材树种,其遗传改良工作一直都是林业上的重点工程。我们的工作致力于培育速生和早结实的落叶松新品种。落叶松等多年生的木本植物需要经历多年的营养生长才能进入生殖期,这严重地限制了落叶松良种的选育和生产工作。因此,研究落叶松生殖阶段转变的分子机制有助于突破这一瓶颈。

早期工作中,我们发现MADS-box家族基因DAL1 (LaDAL1)在生殖期高表达[1, 2],是落叶松生殖阶段转变潜在的调控因子。DAL1基因的这种表达特点在云杉[3]、红松[4]、油松[5]中也存在,并且云杉和油松中的DAL1在拟南芥中异源表达还能促进拟南芥开花。我们推测LaDAL1也具有这个功能。

为了详细地研究LaDAL1的功能,我们比较了多年生植物和一年生植物的生命周期运转过程,发现有许多类似之处。因此,我们依据分生组织的状态对拟南芥的生命周期运转过程进行了详细的划分,并以此为依据分析了LaDAL1过表达拟南芥生命周期运转过程的变化。结果表明,LaDAL1促进了拟南芥种子萌发、抽薹、开花、整体分裂活动停止。另外,我们还发现LaDAL1下调分生组织marker基因TFL1的表达。

这些都表明LaDAL1能促进分生组织命运转变,不仅帮助我们更加全面、深刻地认识了LaDAL1的功能,而且也为利用基因工程手段去改良落叶松等植物的生殖性状提供了候选基因。

想要详细了解工作内容,请点击:Forests | Free Full-Text | Over-Expression of Larch DAL1 Accelerates Life-Cycle Progression in Arabidopsis | HTML (mdpi.com)


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1 a 多年生植物生命周期运转模式图;b 一年生植物生命周期模式图。VM:营养分生组织,IM:花序分生组织,FM花分生组织,GPA:整体分裂活动停止。


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LaDAL1过表达拟南芥株系的检测


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LaDAL1促进拟南芥种子萌发


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LaDAL1促进拟南芥抽薹


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LaDAL1促进拟南芥开花


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LaDAL1促进拟南芥整体分裂活动停止


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LaDAL1对拟南芥花序结构的影响


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LaDAL1对拟南芥角果产量的影响


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LaDAL1改变拟南芥生命周期运转相关基因的表达


References:

  1. Xiang, W.; Li, W.; Zhang, S.; Qi, L. Transcriptome-wide analysis to dissect the transcription factors orchestrating the phase change from vegetative to reproductive development in Larix kaempferiTree Genet Genomes 201915.

  2. Zhang, Y.; Zang, Q.; Qi, L.; Han, S.; Li, W. Effects of cutting, pruning, and grafting on the expression of age-related genes in Larix kaempferiForests 202011, 218.

  3. Carlsbecker, A.; Tandre, K.; Johanson, U.; Englund, M.; Engström, P. The MADS-box gene DAL1 is a potential mediator of the juvenile-to-adult transition in Norway spruce (Picea abies). The Plant Journal 200440, 546-557.

  4. Shi, S.; Yan, S.; Zhao, C.; Zhang, P.; Yang, L.; Wang, C.; Shen, H. Deep sequencing and analysis of transcriptomes of Pinus koraiensis Sieb. & Zucc. Forests 202011, 350.

  5. Ma, J.; Chen, X.; Song, Y.; Zhang, G.; Zhou, X.; Que, S.; Mao, F.; Pervaiz, T.; Lin, J.; Li, Y.; Li, W.; Wu, H.X.; Niu, S. MADS-box transcription factors MADS11 and DAL1 interact to mediate the vegetative-to-reproductive transition in pine. Plant Physiol. 2021187, 247-262.



编辑:叶查龙,李万峰



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