本项发明涉及植物生物技术,特别提供了一种名为LuUGT175的基因,该基因在调控亚麻花瓣形态方面发挥着重要作用。通过应用这一基因,可以有效地影响和改变亚麻花瓣的外观特征,为植物形态改良提供了新的分子工具。
背景技术
花发育是植物发育的重要环节,关乎植物的生存和繁衍。植物在进化过程中形成了纷繁复杂的花结构与花序结构,这关系着植物正常的繁殖,同时也影响着人类对于植物的利用方式。因而人类对于植物的研究中相当一部分都是围绕植物的花发育进行的。花发育是植物完成生命周期的关键过程。植物从营养生长到生殖生长的转变是对环境因素和遗传因素的双重响应,为了确保子代的正常繁殖,高等植物必须在最适的环境条件下开花。花发育分为成花诱导、成花启动及花器官发育共3个阶段(Cho et al.,2017)。植物通过外界环境和内源激素变化感受到开花信号,刺激茎顶端分生组织(shoot apical meristem,SAM)转变为花序分生组(inflorescence meristem,IM),随后花序分生组织在花分生组织特征基因(floral meristem identity gene)和花器官特征基因(floral organ identitygene)的作用下形成一朵完整的花(杨传平等,2002)。F-box蛋白是植物中最大的蛋白质超家族之一,N端存在F-box结构域,该结构域由40~60个氨基酸残基组成,能和Skp1、Cullinl(CUL1)/Cdc53和Rbxl/Rocl/Hrtl结合形成Skp1-Cullin1-F-box(SCF)复合体参与泛素化过程;C端为底物结合区域,存在不同的结构域,包括Kelch、LRR、FBD结构域等,F-box蛋白的C端决定了底物识别的特异性,根据结合底物的不同,F-box蛋白发挥不同的作用(Mo etal.,2021)。可见,F-box蛋白形成的SCF复合体能参与植物生命周期的各个方面,如种子萌发、花发育、自交不亲和性、生物胁迫和非生物胁迫以及光形态建成等(Zhanget al.,2019)。
亚麻(Linum usitatissimum L.)是亚麻科亚麻属的一年生草本植物,花序结构为聚伞花序,形态特征为花梗纤细,花瓣5枚,淡蓝色等。目前对亚麻的研究主要集中在纤维品质及籽用功能营养成分上,关于花发育的研究极为欠缺。亚麻是少数几种自然开出蓝色花朵。蓝色的花朵亚麻的花瓣有明显的颜色渐变花形美观,具有很高的观赏和研究价值。亚麻生长周期较短、植株相对矮小、遗传转化效率高且便于实验室栽培,是理想的研究材料。通过对亚麻花瓣发育的研究可以丰富观赏类园艺植物花瓣发育的研究内容。
实现思路