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核桃花芽分化关键基因JrAG和JrFT的克隆与鉴定OA

Cloning and Identification of Key Genes JrAG and JrFT in Floral Bud Differentiation of Juglans regia

中文摘要英文摘要

为解析 JrAG 基因和 JrFT 基因在核桃花芽分化中的调控作用,基于同源克隆策略,从核桃雌雄花芽中分离拟南芥 AG 和 FT 的同源基因 JrAG 和 JrFT,通过农杆菌介导的花浸法构建过表达载体并转化拟南芥.用卡那霉素抗性筛选转基因株系,并通过 PCR、RT−PCR 和 GUS 组织化学染色进行验证,系统记录并比较了转基因株系和野生型(WT)植物的表型性状,包括抽薹时间、莲座叶数量、雄蕊形态和荚果长度,系统验证基因功能.结果表明:成功从核桃花芽中克隆出同源基因JrAG 和 JrFT.JrAG 转基因植株雄蕊发育异常(花丝缩短 42.5%,部分雄蕊花瓣化),导致不育;JrFT 转基因植株抽薹时间显著提前 6 d,并伴随莲座叶数减少(8.5→4.8 片)和果荚缩短(12.5→8.3 mm).通过 PCR、RT−PCR 和 GUS 染色的分子验证证实了这 2 个基因在转基因株系中稳定整合和组织特异性表达,其蛋白质功能通过在莲座叶和花序中的表达得到证实,研究结果突出了JrAG 和 JrFT 在调节生殖发育和生长动态中的不同但互补的作用.综上鉴定出 JrAG 和 JrFT 是核桃花发育的关键调控因子;JrAG 通过调控雄蕊形态建成影响生殖发育,JrFT 则通过加速开花时间改变植株生长节律;二者在核桃性别分化中可能具有协同作用.

To elucidate the regulatory roles of JrAG and JrFT genes during floral bud differentiation in wal-nut(Juglans regia),based on a homologous cloning strategy,the Arabidopsis AG and FT homologous genes JrAG and JrFT were isolated from female and male walnut floral buds.Overexpression vectors were constructed and transformed into Arabidopsis via Agrobacterium-mediated floral dip transformation.Transgenic lines were screened using kanamycin resistance and validated by PCR,RT-PCR,and GUS histochemical staining.Phenotyp-ic traits—including bolting time,rosette leaf number,stamen morphology,and silique length—were systematic-ally documented and compared between transgenic lines and wild-type(WT)plants to functionally characterize the genes.The findings reveals that the homologous genes JrAG and JrFT were successfully cloned from walnut floral buds.JrAG-overexpressing plants exhibited abnormal stamen development(filaments shortened by 42.5%,partial petaloid stamens),resulting in sterility.JrFT-overexpressing plants showed significantly earlier bolting by 6 days,accompanied by reduced rosette leaf number(8.5 → 4.8)and shorter siliques(12.5 → 8.3 mm).Molecu-lar validation via PCR,RT-PCR,and GUS staining confirmed stable integration and tissue-specific expression of both genes in transgenic lines.Protein function was further corroborated by their expression in rosette leaves and inflorescences.These results collectively highlight the distinct yet complementary roles of JrAG and JrFT in regu-lating reproductive development and growth dynamics.This study identifies JrAG and JrFT as key regulators of floral development in walnut.JrAG influences reproductive development by modulating stamen morphogenesis,while JrFT alters growth rhythm by accelerating flowering time.Their synergistic action likely underpins walnut sex differentiation.

张奇缘;徐浩东;王滑;邱文明;王其竹;徐雅雯;徐永杰

湖北省林业科学研究院,湖北省木本粮油林工程技术研究中心,湖北 武汉 430079||果树种质创新与利用湖北省重点实验室(湖北省农业科学院果树茶叶研究所),湖北 武汉 430064||华中农业大学园艺植物生物学教育部重点实验室,园艺林学学院,湖北 武汉 430070华中农业大学园艺植物生物学教育部重点实验室,园艺林学学院,湖北 武汉 430070华中农业大学园艺植物生物学教育部重点实验室,园艺林学学院,湖北 武汉 430070果树种质创新与利用湖北省重点实验室(湖北省农业科学院果树茶叶研究所),湖北 武汉 430064保康县核桃技术推广中心,湖北 襄阳 441600湖北省林业科学研究院,湖北省木本粮油林工程技术研究中心,湖北 武汉 430079||果树种质创新与利用湖北省重点实验室(湖北省农业科学院果树茶叶研究所),湖北 武汉 430064||华中农业大学园艺植物生物学教育部重点实验室,园艺林学学院,湖北 武汉 430070湖北省林业科学研究院,湖北省木本粮油林工程技术研究中心,湖北 武汉 430079||果树种质创新与利用湖北省重点实验室(湖北省农业科学院果树茶叶研究所),湖北 武汉 430064

农业科技

核桃花芽分化AG 基因FT 基因转基因克隆

Juglans regiaflower budAGFTtransgenicclone

《西南林业大学学报》 2026 (9)

52-57,6

科技基础资源调查专项(2024FY100501−8)资助果树种质创新与利用湖北省重点实验室开发基金课题(GSSZ202306)资助中央财政林业科技推广示范资金项目(鄂[2024]TG18号)资助2025年中央财政林草科技推广示范项目(鄂[2025]TG11号)资助湖北省林业科技支撑重点项目([2025]LYKJ21)资助湖北省林业科技创新项目([2025]LKZC01)资助.

10.11929/j.swfu.202507022

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