The Artemisia annua FLOWERING LOCUS T Homolog 2, AaFT2, Is a Key Regulator of Flowering Time
- 作者
- Zongyou Lv, Lei Zhang, Lingxian Chen, Fangyuan Zhang, Kexuan Tang
- 单位
- Joint International Research Laboratory of Metabolic & Developmental Sciences, Key Laboratory of Urban Agriculture (South) Ministry of Agriculture, Plant Biotechnology Research Center, Fudan-SJTU-Nottingham Plant Biotechnology R&D Center, Shanghai Jiao Tong University; Department of Pharmaceutical Botany, School of Pharmacy, Second Military Medical University; Laboratory of Plant Biotechnology, College of Life and Environment Sciences, Shanghai Normal University
- 杂志
- Plant Physiology and Biochemistry（2018）
- DOI
- 10.1016/j.plaphy.2018.02.033
- 所属领域
- 植物代谢工程
- 关键词
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解决的核心问题
如何通过调控开花时间来提高黄花蒿中青蒿素的产量
研究策略
从黄花蒿中克隆FT同源基因AaFT1和AaFT2，利用RNA干扰技术抑制AaFT2的表达，分析其对开花时间和青蒿素积累的影响
核心内容
该研究从黄花蒿中克隆了两个FLOWERING LOCUS T同源基因AaFT1和AaFT2，两者均编码175个氨基酸，预测分子量约为19.6-19.7 kDa。表达分析显示，AaFT2在短日照条件下表达逐渐升高，第10天达峰值，而长日照下表达降低；GA3处理可10倍诱导AaFT2表达，而AaFT1仅2倍诱导。亚细胞定位和蛋白互作实验表明，AaFT1和AaFT2均定位于细胞核和细胞质，并都能与bZIP转录因子AaFD互作。通过RNA干扰将AaFT2表达抑制90%后，转基因植株开花延迟5至29天，部分株系青蒿素含量增加64%。结果表明AaFT2是黄花蒿开花时间的关键正调控因子，抑制其表达可延迟开花并显著提高青蒿素积累，为通过调控开花时间改良药用植物次生代谢产物产量提供了新策略，AaFT2可作为提高青蒿素产量的遗传改良靶点。
创新点
首次揭示AaFT2是黄花蒿开花时间的关键正调控因子，抑制AaFT2可延迟开花并显著提高青蒿素含量，为通过调控开花时间提高药用植物次生代谢产物产量提供了新策略
研究对象（3）
| 底盘细胞 | 代谢通路 | 基因 | 蛋白 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| Artemisia annua | 开花调控通路 | AaFT1 | AaFT1 | 调控 | FLOWERING LOCUS T同源基因，主要在成熟叶片表达，受GA3诱导，与AaFD互作 |
| Artemisia annua | 开花调控通路 | AaFT2 | AaFT2 | 调控 | 关键开花调控因子，受短日照诱导，RNAi抑制后延迟开花并提高青蒿素含量 |
| Artemisia annua | 开花调控通路 | AaFD | AaFD | 调控 | bZIP转录因子，与AaFT1和AaFT2互作 |
关键发现
- AaFT1和AaFT2均编码175个氨基酸，预测分子量分别为19.6 kDa和19.7 kDa，等电点分别为6.90和6.83
- AaFT2在短日照（SD）条件下表达逐渐升高，第10天达峰值，而长日照下降低
- GA3处理10倍诱导AaFT2表达，而AaFT1仅2倍诱导
- AaFT1和AaFT2均定位于细胞核和细胞质，并均与bZIP转录因子AaFD互作
- RNAi抑制AaFT2表达达90%后，转基因植株开花延迟5-29天，青蒿素含量在部分株系中增加64%。
研究结论
AaFT2是黄花蒿开花时间的关键调控因子，抑制AaFT2表达可延迟开花并提高青蒿素积累，AaFT2可作为遗传改良靶点用于提高青蒿素产量。