全 文 ：２０１６年５月 四川大学学报（自然科学版） Ｍａｙ．２０１６
第５３卷　第３期 Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖｏｌ．５３　Ｎｏ．３
投稿日期：２０１５－０３－０６
基金项目：国家自然科学基金（３１１７１５８６）；９７３计划（２０１５ＣＢ７５５７００）
作者简介：潘翔飞（１９８８－），男，四川成都人，研究方向为植物遗传与分子生物学．Ｅ－ｍａｉｌ：３９５３２７４７２＠ｑｑ．ｃｏｍ
通讯作者：杨毅．Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｙｉ５２８＠ｖｉｐ．ｓｉｎａ．ｃｏｍ
ｄｏｉ：１０３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０４９０－６７５６．２０１６．０５．０３２
Ｆｉｂｒｉｌｉｎｓ突变体对拟南芥开花时间的影响
潘翔飞，钱　磊，何晓倩，刘志斌，李旭峰，杨　毅
（四川大学生命科学学院生物资源与生态环境教育部重点实验室，成都６１００６４）
摘　要：本研究所使用突变体为ｆｂｎ８和ｆｂｎ１ａ为研究对象，以杂交的方法获得ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８
双重突变体．对Ｆｉｂｒｉｌｉｎｓ突变体在不同的环境下ＦＢＮ１ａ、ＦＢＮ８对开花时间调节的可能机制
进行初步探究．研究发现，Ｆｉｂｒｉｌｉｎｓ突变体在长日照、短日照条件下均为早花，并且ｆｂｎ１ａ／
ｆｂｎ８双重突变体早花现象更为明显．说明ＦＢＮ１ａ、ＦＢＮ８有可能共同在开花途径中起到作用．
通过连续对突变体开花基因的检测发现，和单突变体相比，ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８双重突变体中的ＦＴ、
ＳＯＣ１、ＣＯ的基因表达量都大幅度增加，其中ＦＴ增加的更为明显，ＦＬＣ减少也更为明显．而
与野生型相比较，这种现象单突变体ｆｂｎ１ａ又要比ｆｂｎ８更为明显．最后，通过检测了植株体
内Ｈ２Ｏ２含量的变化发现，与野生型比较ｆｂｎ８、ｆｂｎ１ａ和ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８体内 Ｈ２Ｏ２含量升高程
度为２０％、３０％、５０％．由实验结果推测Ｆｉｂｒｉｌｉｎｓ可能通过影响体内 Ｈ２Ｏ２含量变化来参与开
花时间的改变．
关键词：开花调节；双重突变；开花关键基因；过氧化氢
中图分类号：Ｑ３７；Ｑ９４５　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：０４９０－６７５６（２０１６）０３－０６７１－０６
Ｆｉｂｒｉｌｉｎｓ　ｒｅｇｕｌａｔｅ　ｔｈｅ　ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｉｎ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ
ＰＡＮ　Ｘｉａｎｇ－Ｆｅｉ，ＱＩＡＮ　Ｌｅｉ，ＨＥ　Ｘｉａｏ－Ｑｉａｎ，ＬＩＵ　Ｚｈｉ－Ｂｉｎ，ＬＩ　Ｘｕ－Ｆｅｎｇ，ＹＡＮＧ　Ｙｉ
（Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｂｉｏ－ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｅｃｏ－ｅｎｖｉｒｏｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，
Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００６４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８ｄｏｕｂｌｅ－ｍｕｔａｎｔ　ｏｆ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ　ｉｓ　ａｃｑｕｉｒｅｄ　ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ
ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ　ｓｐａｔｉｏｔｅｍｐｏｒａｌ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｆｏｒ　ＦＢＮ１ａａｎｄ　ＦＢＮ８，ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｍｕｔａｎｔ　ｔｏ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｆａｃｔｏｒｓ，ａｎｄ　ｉｔｓ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｍｕｔａｎｔｓ
ｆｌｏｗｅｒｅｄ　ｅａｒｌｉｅｒ　ｔｈａｎ　Ｃｏｌ－０ｕｎｄｅｒ　ｌｏｎｇ　ｄａｙ（ＬＤ）ｏｒ　ｓｈｏｒｔ　ｄａｙ（ＳＤ）ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ　ｅａｒｌｙ
ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８ｄｏｕｂｌｅ－ｍｕｔａｎｔ　ｗａｓ　ｍｏｒｅ　ｏｂｖｉｏｕｓ．Ｇｅｎｅ　ＦＢＮ１ａａｎｄ　ＦＢＮ８ｍａｙ　ｐｌａｙ　ａ　ｃｏ－
ｏｐｅｒａｔｉｖｅ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｔｉｍｅ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｉｎｇｌｅ　ｍｕｔａｎｔ，ｔｈｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｌｅｖｅｌｓ　ｏｆ
ＳＯＣ１、ＦＴ　ａｎｄ　ＣＯ　ｉｎ　ｄｏｕｂｌｅ－ｍｕｔａｎｔ　ｉｓ　ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｋｅｙ　ｇｅｎｅｓ，ｗｈｅｒｅａｓ　ｔｈｅ
ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｌｅｖｅｌ　ｏｆ　ＦＬＣ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｈ２Ｏ２ｉｎ　ｆｂｎ８，ｆｂｎ１ａａｎｄ　ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　２０％、３０％、５０％．Ｓｏ
ｗｅ　ｃｏｎｃｌｕｄｅ　ｔｈａｔ　Ｆｉｂｒｉｌｉｎ　ｔａｋｅｓ　ｐａｒｔｉｃｉｐａｔｅ　ｉｎ　ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｂｙ　ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｈ２Ｏ２ｃｏｎｔｅｎｔ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｐａｔｈｗａｙｓ；Ｄｏｕｂｌｅ－ｍｕｔａｎｔ；Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ；Ｈ２Ｏ２
１　引　言
高等植物开花是植物从营养生长向生殖生长
转换过程中最重要的过程，在这一过程中，植物顶
端分生组织从细胞内部的代谢途径到外部的表型
都会发生一系列的转折点［１］．这也是开花基因在时
　 四川大学学报（自然科学版） 　 第５３卷
间、空间顺序表达的结果．研究植物开花时间调节
分子机制对于调节植物发育和繁殖、提高作物产量
和品质都有主要意义．在模式植物拟南芥中，开花
启动至少受到了光周期途径、春化途径、自主途径
和赤霉素途径四条途径的调节与控制．各种途径之
间通过ＣＯ、ＦＬＣ、ＦＴ、ＳＯＣ１等主要的基因的互相
作用，从而调控拟南芥的开花时间［２］．其他因素比
如基因染色质结构变化、环境等有待进一步研究．
Ｆｉｂｒｉｌｉｎｓ它是由核基因编码的、和质体相关的
一种脂连接蛋白质，在面对植物对外界环境的适应
中起着非常重要作用［３］．脱落酸（ＡＢＡ）作为植物来
响应外界环境带来的胁迫的内源信号，对植物的抵
抗环境胁迫具有重要的意义［４］．在目前拟南芥中发
现，Ｆｉｂｒｉｌｉｎ受ＡＢＡ诱导大量累积，参与多种非生物
胁迫，而在开花时间的研究中未见相关报道，因此我
们对其是否参与植物开花时间的调控进行了研究．
２　材料与方法
２．１　材　料
２．１．１　植株材料　本实验所用拟南芥野生型为
Ｃｏｌ，由本实验室保藏．ＦＩＢ１ａ的Ｔ－ＤＮＡ插入突变
体ｆｉｂ１ａ（ＳＡＬＫ＿０２４５２８）和ＦＩＢ８的Ｔ－ＤＮＡ插入
突变体ｆｉｂ８（ＳＡＬＫ＿０３３４９７）的种子购自 ＡＢＲＣ
（ｔｈｅ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｏｈｉｏ
Ｓｔａｔｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＵＳＡ）．
２．１．２　酶活测定试剂盒 　本实验所用的考马斯
亮兰蛋白测定试剂盒、过氧化氢（Ｈ２Ｏ２）测定试剂
盒测定试剂盒均购于南京建成生物工程研究所
（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｊｃｂｉｏ．ｃｏｍ／）．
２．２　方　法
２．２．１　杂交方法以及双突变体的鉴定　选择相对
长势较好的母本，剪掉已经长出的长角果和已经开
了的花，其中植株抽苔１０ｄ或者是长角果已经产出
２～４ｈ的时候做杂交效果最好［５］．用镊子出去母本
的未开花的全部萼片、花瓣还有雄蕊．接下来在解剖
镜下将花粉涂布在母本的花柱上，保证父本的花粉
落在上面．最后分别培养．一般情况下，柱头授粉涂
布１０ｈ后柱头毛就要开始渐渐萎蔫，第二天观察，如
果母本的花柱没有失去水分萎缩，继续保持生长的
话，那么杂交成功．成功杂交的Ｆ１自交以后收货了
Ｆ２的种子［５］．ＡＴ２Ｇ４６９１０和ＡＴ４Ｇ０４０２０基因引物
和Ｔ－ＤＮＡ引物ＬＢ由北京六合华大基因科技公司
合成．
我们把ＡＴ２Ｇ４６９１０的２对不同ＰＣＲ引物分
别命名ＰＣＲ１、ＰＣＲ２，对 ＡＴ４Ｇ０４０２０的另外２对
引物称为ＰＣＲ３、ＰＣＲ４．引物序列见表１．根据ＰＣＲ
特异引物扩增有无特异性ＤＮＡ条带，鉴定突变体
是否为纯合突变体．
表１　ＰＣＲ引物
Ｔａｂｌｅ．１　Ｐｒｉｍｅｒｓ　ｆｏｒ　ＰＣＲ
引物名称 引物序列
ＡＴ２Ｇ４６９１０（ＰＣＲ１） ＬＰ：ＴＧＡＧＴＣＡＡＴＡＣＴＴＣＣＡＴＧＧＧＣ　　ＲＰ：ＡＣＴＣＣＡＣＴＧＡＡＣＡＡＣＡＴＴＣＣＧ
ＡＴ２Ｇ４６９１０（ＰＣＲ２） ＲＰ：ＡＣＴＣＣＡＣＴＧＡＡＣＡ　ＡＣＡＴＴＣＧ　　 ＬＢ：ＡＴＴＴＴＧＣＣＧＡＴＴＴＣＧＧＡＡＣ
ＡＴ４Ｇ０４０２０（ＰＣＲ３） ＬＰ：ＣＴＡＴＣＣＡＧＧＣＣＣＡＴＴＴＡＧＴＣＣ　　 ＲＰ：ＴＣＡＣＣＧＧＧＡＡＡＴＴＡＡＡＣＴＴＣＣ
ＡＴ４Ｇ０４０２０（ＰＣＲ４） ＲＰ：ＴＣＡＣＣＧＧＧＡＡＡＴＴＡＡＡＣＴＴＣＣ　 ＬＢ：ＡＴＴＴＴ　ＧＣＣＧＡＴＴＴＣ　ＧＧＡＡＣ
２．２．２　植物开花时间的统计方法以及开花基因的
表达分析　统计拟南芥在第一朵花形成时的莲座
叶和茎生叶的叶片数作为植物的开花时间指标，统
计的植物数量不低于３０株．
２．２．３　实施荧光定量ＰＣＲ　采用试剂盒提取总
ＲＮＡ．琼脂糖凝胶电泳检测ＲＮＡ质量以后反转成
ｃＤＮＡ．用软件Ｐｒｉｍｅｒ　５．０设计荧光定量ＰＣＲ引
物．用ＳＹＢＲ　Ｇｒｅｅｎ染料，在仪器上进行操作．扩增
引物序列见表２．
２．２．４　酶活测定　称取生长两周的拟南芥幼苗
０．２ｇ，加入１．８ｍＬ　ｐＨ７．５磷酸盐缓冲液（０．１ｍｏｌ／
Ｌ）充分研磨整株植物，按南京建成过氧化氢（Ｈ２
Ｏ２）测定试剂盒测定方法进行测定．
３　结果与分析
３．１　ｆｂｎ１ａ和ｆｂｎ８双重突变体鉴定
对杂交得到Ｆ１代挑选７株提取基因组ＤＮＡ
进行扩增．图１中Ａ看出，对ＡＴ４Ｇ０４０２０基因，选
取的７株植物除了４与６以外的株系都是杂合子．
从图１中Ｂ得知，对ＡＴ２Ｇ４６９１０基因，７个株系都
是杂合子．筛选出来的杂合体自交收种，挑选２２株
提基 因 组 扩 增，图 １ 中 Ｃ 可 以 得 到 对 于
ＡＴ４Ｇ０４０２０，突变体株系２、６、１１、１２、１６、１９、２０、２１
是纯合子，对ＡＴ２Ｇ４６９１０扩增进一步进行筛选．
２７６
第３期 　　 潘翔飞，等：Ｆｉｂｒｉｌｉｎｓ突变体对拟南芥开花时间影响 　
表２　ｑＰＣＲ引物
Ｔａｂｌｅ．２　Ｐｒｉｍｅｒｓ　ｆｏｒ　ｑＰＣＲ
引物名称 引物序列
ＡＣＴ
Ｆ：ＧＡＣＴＣＡＣＴＧＣＣＡＣＴＴＣＴＧ
Ｒ：ＣＧＣＣＡＴＴＡＡＡＣＣＣＴＴＣＣＡ
ＦＬＣ
Ｆ：ＴＣＴＣＣＴＣＣＧＧＣＧＡＴＡＡＣＣＴ
Ｒ：ＧＣＡＴＧＣＴＧＴＴＴＣＣＣＡＴＡＴＣＧＡＴ
ＦＴ
Ｆ：ＣＡＡＣＣＣＴＣＡＣＣＴＣＣＧＡＧＡＡＴＡＴ
Ｒ：ＴＧＣＣＡＡＡＧＧＴＴＧＴＴＣＣＡＧＴＴＧＴ
ＳＯＣ１
Ｆ：ＣＴＴＣＴＡＡＡＣＧＴＡＡＡＣＴＣＴＴＧＧ
Ｒ：ＣＣＴＣＧＡＴＴＧＡＧＣＡＴＧＴＴＣＣＴＡＴ
ＣＯ
Ｆ：ＣＡＴＴＡＡＣＣＡＴＡＡＣＧＣＡＴＡＣＡＴＴＴＣ
Ｒ：ＴＣＣＧＧＣＡＣＡＡＣＡＣＣＡＧＴＴＴ
由图１中Ｄ可知，１、４、５为纯合子．综合图Ｃ和Ｄ可
知，Ｆ２中１、４、５为ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８为双重突变纯合体．
ＰＣＲ１、ＰＣＲ２引物初步筛选，图１中Ｃ可以得到基因
ＡＴ４Ｇ０４０２０，突变体株系２、６、１１、１２、１６、１９、２０、２１
是纯合子，接下来对基因 ＡＴ２Ｇ４６９１０的ＰＣＲ３和
ＰＣＲ４目的片段进行扩增从而进一步进行筛选纯合．
对它们分株提取基因组 ＤＮＡ作为模版，分别以
ＰＣＲ１、ＰＣＲ２、ＰＣＲ３、ＰＣＲ４为引物做ＰＣＲ扩增反映，
由图１中Ｄ可知，对于ＡＴ２Ｇ４６９１０突变体株系１、
４、５为纯合子．综合图３和图４可知，Ｆ２中１、４、５为
ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８为双重突变纯合体．综合图Ｃ和图Ｄ，
Ｆ２中１、４、５为ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８为双重突变体．
图１　双重突变体植株电泳结果
Ａ．Ｂ　Ｆ１代突变体植株ＰＣＲ１、ＰＣＲ２和ＰＣＲ３、ＰＣＲ４电泳结果；
Ｃ．Ｄ　Ｆ２代突变体植株ＰＣＲ１、ＰＣＲ２和ＰＣＲ３、ＰＣＲ４电泳结果
Ｆｉｇ．１　Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ－ｍｕｔａｎｔ
Ａ．Ｂ　Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｏｆ　ＰＣＲ１、ＰＣＲ２ａｎｄ　ＰＣＲ３、ＰＣＲ４ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｏｆ　Ｆ１；
Ｃ．Ｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｏｆ　ＰＣＲ１、ＰＣＲ２ａｎｄ　ＰＣＲ３、ＰＣＲ４ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｏｆ　Ｆ２
３．２　ｆｂｎ１ａ和ｆｂｎ８突变体以及ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８双
突变体开花表型
将拟南芥野生型、ｆｂｎ１ａ、ｆｂｎ８突变体以及
ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８双突变体种在长日照和短日照条件下，
统计植株的开花时间以及莲座叶．如图２所示，相对
于野生型，ｆｂｎ１ａ、ｆｂｎ８突变体以及ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８双突
变体无论是在长日照和段日照的条件下都表现出早
花，并且三种突变体在长日照比段日照的开花明显
要早的多，说明该突变体对光周期产生反应．其中在
长日照的条件下，ｆｂｎ１ａ、ｆｂｎ８开花时间比野生型要
早，莲座叶数目更多，但是ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８双突变的开
花时间比起他们对应的单突变体明显更加提前．
３７６
　 四川大学学报（自然科学版） 　 第５３卷
图２　突变体在不同光照条件下开花情况
Ａ．Ｂ．Ｃ各植株在长日照条件（ＬＤ）的开花表形，开花时间统计分析；Ｄ．Ｅ．Ｆ各植株在长日照条件（ＳＤ）的开花表形，开花时间统计
分析
Ｆｉｇ．２　Ｄａｙｌｅｎｇｔｈ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ
Ａ、Ｂ、Ｃ　Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｏｆ　ｗｉｌｄ－ｔｙｐｅ　ａｎｄ　ｍｕｔａｎｔ　ｐｌａｎｔｓ　ａｎｄ　Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｙ　ｗｅｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｂｙ　ｄａｙｓ　ｔｏ　ｂｏｌｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｂｙ
ｔｏｔａｌ　ｌｅａｆ　ｎｕｍｂｅｒｓ　ａｔ　ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ．Ｐｌａｎｔｓ　ｗｅｒｅ　ｇｒｏｗｎ　ｅｉｔｈｅｒ　ｉｎ　ｌｏｎｇ　ｄａｙｓ（ＬＤ，１６ｈｌｉｇｈｔ　ａｎｄ　８ｈｄａｒｋ）；Ｄ、Ｅ、Ｆ　Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｏｆ　ｗｉｌｄ－ｔｙｐｅ
ａｎｄ　ｍｕｔａｎｔ　ｐｌａｎｔｓ　ａｎｄ　Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｙ　ｗｅｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｂｙ　ｄａｙｓ　ｔｏ　ｂｏｌｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｂｙ　ｔｏｔａｌ　ｌｅａｆ　ｎｕｍｂｅｒｓ　ａｔ　ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ．
Ｐｌａｎｔｓ　ｗｅｒｅ　ｇｒｏｗｎ　ｉｎ　ｓｈｏｒｔ　ｄａｙｓ（ＳＤ，８ｈｌｉｇｈｔ　ａｎｄ　１６ｈｄａｒｋ）
３．３　ｆｂｎ１ａ和ｆｂｎ８突变体以及ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８双
突变体对开花基因的影响
将拟南芥野生型、ｆｂｎ１ａ、ｆｂｎ８突变体以及
ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８双突变体种在长日照和短日照条件下，
统计植株的开花时间以及莲座叶．如图２所示，相对
于野生型，ｆｂｎ１ａ、ｆｂｎ８突变体以及ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８双突
变体无论是在长日照和段日照的条件下都表现出早
花，并且三种突变体在长日照比段日照的开花明显
要早的多，说明该突变体对光周期产生反应．其中在
长日照的条件下，ｆｂｎ１ａ、ｆｂｎ８开花时间比野生型要
早，莲座叶数目更多，但是ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８双突变的开
花时间比起他们对应的单突变体明显更加提前．
３．４　ｆｂｎ１ａ和ｆｂｎ８突变体ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８双突变
体中Ｈ２Ｏ２与开花时间的调控
Ｌｏｋｈａｎｄｅ等研究了来自不同纬度的４种拟南
芥后发现 Ｈ２Ｏ２ 含量越高，则开花越早［６］；因此这
暗示出 Ｈ２Ｏ２ 很可能是拟南芥体内成花诱导的一
个重要因子［７］．在植物开花时期，连续测定植物体
内Ｈ２Ｏ２含量的变化结果图４显示，在开花前１８ｄ、
２１ｄ、２４ｄ的时候，ｃｏｌ、ｆｉｂ８、ｆｉｂ１ａ、ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８双
突变体中 Ｈ２Ｏ２含量随着时间推移都有略微的升
高，但是其中明显能够发现在ｆｉｂ１ａ、ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８
双突变体 Ｈ２Ｏ２含量高于ｃｏｌ、ｆｉｂ８而且双突变中
的 Ｈ２Ｏ２ 含 量 是 最 高 的，ｆｉｂ１ａ 次 之．这 与
４７６
第３期 　　 潘翔飞，等：Ｆｉｂｒｉｌｉｎｓ突变体对拟南芥开花时间影响 　
Ｌｏｋｈａｎｄｅ等人的研究也是相吻合的．
图３　植株不同开花时期的不同基因表达情况
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ分别代表各植株中基因ＣＯ、ＳＯＣ１、ＦＬＣ、ＦＴ的不同表达情况
Ｆｉｇ．３　Ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｅｎｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｉｎ　ｐｌａｎｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｐｅｒｉｏｄ
Ａ．Ｂ．Ｃ．Ｄ　Ｔｈｅ　ｍＲＮＡ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｌｅｖｅｌｓ　ｏｆ　ＣＯ、ＳＯＣ１、ＦＬＣ　ａｎｄ　ＦＴ　ｗａｓ　ｄｅｔｅｃｔｅｄ　ｂｙ　ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ＰＣＲ　ｏｎ　１８ｄａｙｓ，２１ｄａｙｓ
ａｎｄ　２４ｄａｙｓ
图４　植株在开花不同时期体内 Ｈ２Ｏ２含量测定
Ｆｉｇ．４　Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｈ２Ｏ２ｉｎ　ｐｌａｎｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ
ｐｅｒｉｏｄ
４　讨　论
在合适的时间完成开花转型是植物实现生殖
发育所必需的［８］．这也是植物在长期进化过程中形
成的对环境条件的一种适应［９］．高等植物中Ｆｉｂｒｉｌ－
ｌｉｎｓ参与植物响应氧化胁迫的调控，定位于叶绿体
质体小球，叶绿体又是产生和消除活性氧的重要的
植物器官［１０］，Ｈ２Ｏ２ 很可能是拟南芥体内成花诱导
的一个重要因子［１１］．所以对ｃｏｌ、ｆｉｂ８和ｆｉｂ１ａ的
开花时间进行了研究．构建了ｆｉｂ８和ｆｉｂ１ａ的双
重突变体观察开花时间，发现二者在开花途径中可
能共同起着作用．
本研究分析的ＦＢＮ１ａ基因和ＦＢＮ８基因突变
导致植物早花，由上述的结构推测ＦＢＮ１ａ基因和
ＦＢＮ８基因可能确实在开花途径中起到作用，并且
它们是一个开花的抑制子参与开花调节．突变体无
论是在ＬＤ或者ＳＤ条件下，都要比野生型早开花，
而且双突变体开花最早，说明突变体在光周期的开
花途径中受到了一定的影响［１２］，双突变体表现得
最为严重．因此，无论是长日照还是段日照条件下，
Ｆｉｂｒｉｌｉｎ基因有可能延迟拟南芥的开花时间，并且
ＦＢＮ１ａ基因、ＦＢＮ８基因有可能共同来参与拟南芥
的开花途径，来调节开花时间［１３］．
本研究还表明，ＦＢＮ１ａ基因和ＦＢＮ８基因的
缺失导致了开花的提前，是通过调节了开花基因
ＦＴ和ＦＬＣ　ｍＲＮＡ的表达来实现的，一方面的话
是抑制了开花促进因子ＦＴ、ＣＯ、ＳＯＣ１的表达，另
５７６
　 四川大学学报（自然科学版） 　 第５３卷
外一方面是增加了开花抑制因子ＦＬＣ的表达．当
两个基因同时突变掉以后开花促进因子ＦＴ、ＣＯ、
ＳＯＣ１的表达情况显著提升并且ＦＬＣ的表达情况
也是显著降低．因此ＦＢＮ１ａ基因和ＦＢＮ８基因是
通过调节主要开花基因的表达水平参与拟南芥开
花时间的调控的．可以看出在双突变体中的各种基
因表达变化情况更为明显，有可能ＦＢＮ１ａ基因和
ＦＢＮ８基因共同调控开花途径．
“Ｈ２Ｏ２ 促进拟南芥开花”的假说中提到植物
体内的 Ｈ２Ｏ２ 含量越高，那么植物开花越早．
Ｆｉｂｒｉｌｉｎｓ定位于叶绿体，而叶绿体又是产生和消
除活性氧的重要的植物器官［１４］．于是我们测定了
ｆｂｎ１ａ和ｆｂｎ８突变体以及ｆｂｎ１ａ／ｆｂｎ８双突变体
在开花时间的体内 Ｈ２Ｏ２含量的变化，也正如假说
提到的一样，ＦＢＮ１ａ基因和ＦＢＮ８基因他们能够
有效的清除体内 Ｈ２Ｏ２，但是突变缺失以后叶绿体
功能受到损伤，突变体体内的 Ｈ２Ｏ２含量积累从而
导致了开花的提前．双重突变体的叶绿体受损更加
严重，从而导致了体内 Ｈ２Ｏ２积累最为明显，最终
导致了开花最早．
本研究证明了ＦＢＮ１ａ基因和ＦＢＮ８基因参加
了重要的开花基因ＦＴ、ＣＯ、ＳＯＣ１、ＦＬＣ的表达，
并且二者有可能在开花网络的起着调控作用，为进
一步Ｆｉｂｒｉｌｉｎｓ家族在拟南芥开花调控网络中的作
用和位置，阐明了植物开花机理及其在农业生产上
的具有重要的意义．
参考文献：
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途径 ［Ｊ］．植物生理学通讯，２００７，１０（５）：４３．
［２］　 曾群，赵仲华．拟南芥开花时间调控的信号途径
［Ｊ］．遗传，２００６，２８（８）：１０３０．
［３］　 赵竹露，黄瑾，藤蕾，等．Ｆｉｂｒｉｌｉｎ转基因油菜的再
生及其光合特性的检测 ［Ｊ］．四川大学学报：自然科
学版，２００９，４６（１）：２２８．
［４］　 Ｙａｎｇ　Ｙ，Ｓｕｌｐｉｃｅ　Ｒ，Ｈｉｍｍｅｌｂａｃｈ　Ａ，ｅｔ　ａｌ．Ｆｉｂｒｉｌｉｎ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　ｂｙ　ＡＢＩ２ａｎｄ　ｉｓ　ｉｎｖｏｌｖｅｄ　ｉｎ
　　 ａｂｓｃｉｓｉｃ　ａｃｉｄ－ｍｅｄｉａｔｅｄ　ｐｈｏｔｏｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｐｒｏｃ　Ｎａｔｌ
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