草莓是薔薇科草莓屬的多年生草本植物,果實風味獨特且富含營養(yǎng),在市場上廣受消費者喜愛。植物開花時間是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一個重要的農(nóng)藝性狀,開花早晚影響著產(chǎn)品收獲期,因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的意義。草莓根據(jù)其開花習性分為:一季型草莓(seasonal flowering)和四季型草莓(perpetual flowering),同時草莓成花還伴隨著休眠特性,因此草莓開花特性較一年生作物更加復(fù)雜。因此,挖掘草莓開花調(diào)控基因,揭示其調(diào)控花期的分子機制,對于草莓的育種工作和生產(chǎn)實踐具有十分重要的意義。
近日,Horticulture Research在線發(fā)表了沈陽農(nóng)業(yè)大學草莓科研團隊的題為Woodland strawberry WRKY71 acts as a promoter of flowering via a transcriptional regulatory cascade的研究論文。
該論文首先研究了FvWRKY71基因的基本特性,發(fā)現(xiàn)FvWRKY71基因在花、紅果、生長點處高度表達,表明FvWRKY71蛋白定位于細胞核,在酵母中有轉(zhuǎn)錄激活活性。將FvWRKY71基因在擬南芥和森林草莓(Fragaria vesca)中進行穩(wěn)定遺傳轉(zhuǎn)化,發(fā)現(xiàn)過量表達FvWRKY71的轉(zhuǎn)基因植株提前開花,基因表達分析表明開花相關(guān)基因的表達量在轉(zhuǎn)基因植株中顯著高于野生型植株。酵母單雜交和熒光素酶實驗發(fā)現(xiàn)FvWRKY71可以通過直接激活FvFUL、FvSEP1、FvAGL42、FvLFY、FvFPF1的表達和間接調(diào)控FvFT、FvSPL3、FvSPL4、FvAP1、FvSEP2、FvSEP3的表達來促進草莓開花。該研究結(jié)果豐富了WRKY71轉(zhuǎn)錄因子在不同作物中的功能,同時為調(diào)控草莓及薔薇科植物提前開花提供了思路。
該研究依托遼寧省草莓育種與優(yōu)質(zhì)栽培重點實驗室完成,沈陽農(nóng)業(yè)大學園藝學院碩士研究生雷瑩瑩和孫一平為論文的共同第一作者,張俊祥博士為論文通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃(2019YFD1000200)等項目的資助。