一次結(jié)實(shí)植物一生只有一個(gè)繁殖階段,。因此,，花和果實(shí)的生產(chǎn)被限制在這一時(shí)期的長(zhǎng)度,。這種繁殖策略涉及協(xié)調(diào)阻滯花序分生組織的生長(zhǎng)來(lái)調(diào)控開花停止,，優(yōu)化資源配置以確保種子填充。開花停滯似乎是所有一次結(jié)實(shí)植物的調(diào)控現(xiàn)象,。對(duì)一些物種的早期研究發(fā)現(xiàn),，種子生產(chǎn)是引發(fā)花序增殖阻滯的主要因素。最近,，控制花序停滯的遺傳因素,，與種子生產(chǎn)引起的推測(cè)信號(hào)平行，已經(jīng)在擬南芥中被發(fā)現(xiàn),，MADS- box基因FRUITFULL (FUL)在這一過(guò)程中發(fā)揮了核心作用,。然而，調(diào)控阻滯的基因網(wǎng)絡(luò)是否也在其他物種中發(fā)揮作用,，這是完全未知的,。

近日， Irene Martínez- Fernández等在國(guó)際知名期刊《PNAS》上在線發(fā)表了題為：“Analysis of pea mutants reveals the conserved role of FRUITFULL controlling the end of flowering and its potential to boost yield”的研究論文,，該研究展示了攜帶euFUL基因功能缺失突變的豌豆植物如何延長(zhǎng)生殖期,，增加豆莢和種子數(shù)量，從而支持了FUL- AP2通路在一次結(jié)實(shí)植物花序增殖抑制的保守作用,。

該研究以豌豆中的豆科植物特異性復(fù)制產(chǎn)物PsFULa和PsFULb為研究對(duì)象,，首先分析了這兩個(gè)euFUL基因生殖發(fā)育前后的時(shí)空表達(dá)模式，并觀察過(guò)表達(dá)euFUL擬南芥表型變化發(fā)現(xiàn),，豌豆和擬南芥euFUL直系同源物的蛋白質(zhì)功能以及表達(dá)模式似乎是保守的（圖1）,。

圖1.PsFUL表達(dá)及蛋白功能的鑒定

通過(guò)EMS豌豆育種，該研究得到了單突變體psfulb-1,、 psfula-1及雙突變體psfula-1 psfulb-1,，psfulb-1和 psfula-1在增殖停止發(fā)生之前顯示出開花節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加，但沒(méi)有觀察到其他主要的發(fā)育影響,。雙突變體psfula- 1 psfulb- 1的育性顯著降低,，但出現(xiàn)了一些與psfulb- 1相似的開花節(jié)點(diǎn)（圖2）。將單突變體和雙突變體回交到野生型親本Cameor系5次,，在其后代進(jìn)行表型表征發(fā)現(xiàn)野生型和突變株系的開花時(shí)間相似,，psfula-1突變體中有輕微但顯著的延遲，但葉片形態(tài)和復(fù)雜性基本不受影響,。在psfulb突變體中,，開花節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和開花期的長(zhǎng)度顯著延長(zhǎng)，在psfula psfulb突變體中甚至更多,，這也導(dǎo)致每株植物產(chǎn)生的豆莢增加,，種子生產(chǎn)數(shù)量較野生型增加了一倍以上,，但種子重量和組成成分沒(méi)有顯著差異（圖3）。

圖2.在 PsFULa 和 PsFULb 中發(fā)現(xiàn)的突變

圖3.psful 突變體的表型特征

Psful突變體的特性有力地支持了這些突變體在提高豌豆作物產(chǎn)量方面的潛在用途,。Cameor的BC5-F3 psful系連續(xù)兩年在田間進(jìn)行性能測(cè)試,，結(jié)果表明，與對(duì)照組相比,，psful突變體的莢果數(shù)量增加了30 ~ 77%,，種子產(chǎn)量增加了45 ~ 88%。單株種子重量最高的是psfula psfulb,，幾乎是Cameor的兩倍,。

4.psful突變體產(chǎn)量的田間試驗(yàn)評(píng)估

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