成花转变过程由植物自身遗传因子和外界环境因素两方面共同决定,并受错综复杂的网络信号传导途径调控。近年来利用分子遗传学方法对拟南芥开花突变体进行研究,研究表明存在四条主要开花促进途径:光周期途径(photoperiod pathway)、春化途径(vernalization path way)、赤霉素途径(GA pathway) 和自主途径(autonomous pathway) [2] (Simpson and Dean, 2002;Komeda, 2004),其中光周期途径是目前为止研究得较为清楚的一条途径。
菊花是一种典型的短日照植物,开花主要依赖光周期变化调节,受短日照诱导开花。B-Box(BBX)蛋白是一组锌指转录因子,具有一个或两个B-Box基序的B盒结构域,有时还具有CCT(CONSTANS,CO-like和TOC1)域。BBX蛋白是调控网络控制生长和发育过程中的关键因素,包括幼苗光形态建成,开花的光周期调节和对生物和非生物胁迫的反应。在拟南芥中,B-Box家族包含32个蛋白成员,根据至少一个B-Box结构域和CCT结构域的存在,将BBX蛋白分为五个结构组。CONSTANS(CO)是B-Box蛋白的第一个成员,即BBX1,它是植物开花调节中光周期途径的重要的光感受震荡器。CCT结构域是42-43个氨基酸的碱性基序,在一些BBX蛋白中具有功能性作用[3]。BBX蛋白的序列比对表明CCT结构域也是高度保守的[4]。 在拟南芥中,32个BBX蛋白中有17个(BBX1-17)在其C末端具有CCT结构域[5]。 第一类I(BBX1-6)和第二类II(BBX7-13)具有两个B-Box和CCT结构域,而第三类III(BBX14-17)的蛋白质具有一个B-Box和CCT结构域[6]。在拟南芥中,开花在CO突变体植物中延迟,并且CO-超表达株系比在长日条件(LD)下生长的野生型植物早开花[7]。在短日条件(SD)下,突变体与野生型植物同时开花,而CO-超表达转基因株系甚至在短日条件下花期更早,表明CO剂量是限制因素[7]。CO是光和时钟输入的中心协调器,触发FT的表达[8]。CO通过其CCT结构域与CO反应元件(CORE)和CCAAT盒元件上的FT启动子的结合来促进FT的表达[9]。 此外,CO通过其CCT结构域与COP1和SPA1直接相互作用于SPA4蛋白[10,11]。在SD下, SPA1只特异性靶向CO [10],而在SD和LD 下,COP1都靶向CO [11]。 CO也与高表达的HOS1(HIGH EXPRESSION OF OSMO-TICALLY RESPONSIVE GENES1)相互作用,其进一步经历蛋白酶体介导的降解[12]。BBX24与CO同属一个锌指转录因子蛋白家族。有研究发现,BBX24是长日照条件下菊花开花受到抑制的调节因子,若使菊花中BBX24基因沉默,则可使植株在非开花诱导的长日照下提早开花,且这个作用是通过赤霉素成花途径的调节而实现,且该基因与胁迫也相关。
BBX22属于B-Box家族的第四类成员,研究表明其在苗期形态建成具有作用[13]。近期的酵母双杂交实验表明CmBBX22能够与CmBBX24相互作用,据此提出CmBBX22是否参与花期和胁迫的调控,这方面还有待于通过转基因技术进行验证。 CmBBX22转基因菊花功能的研究(2):http://www.751com.cn/shengwu/lunwen_19973.html