1. 研究目的与意义

开花时间是植物的一个重要性状，也是植物生长发育中一个非常重要的事件，它是由一个复杂的基因网络所调控，并能直接决定植物在一个生态区域的适应性。杨树是北半球平原地区广泛栽植的速生和能源树种，也是我国重要的短周期工业用材林树种。但是杨树世代较长，一般要7-8年才能开花，同时传统的杨树杂交非常繁琐，严重制约了杨树新品种选育的进程。研究表明，FT类基因的过量表达可以引起转基因植株不同程度的提早开花。但该基因过量表达有可能导致植物不育。

因此，本研究拟构建小叶杨PsFT1基因DEX诱导性植物表达载体，并进行杨树遗传转化，以期获得提早开花、育性正常的转基因杨树，为杨树遗传改良奠定基础。

2. 国内外研究现状分析

早在1865年，Sachs就对植物的开花机理展开了研究，他通过诱导开花实验提出了成花物质的概念，并分析出成花物质是从叶片传递到叶芽，从而导致开花，但是他的推断一直缺乏实验证据的支持；Chailakhyan在1936年根据嫁接实验提出了成花素这一概念，他认为对光周期反应不同的植物间有相同的物质能够促进开花，因此人们认为成花素假说可以适用于不同植物，但是这些结果后来被证明不能重复；随后，人们发现从拟南芥开花中发现了两个重要的基因：CO和FT。CO和FT基因都不在茎顶端表达，CO基因在长日照时可以诱导叶片的FT基因表达；当两个基因特异的在茎尖表达时，FT基因就可以促进转基因植物的开花，然而CO基因却不可以。这证明了CO基因的主要作用是感受长日照，参与诱导FT基因表达，它本身不能诱导植物茎尖花芽分化；而FT基因虽然不在茎尖表达，但是FT基因的产物却可以在茎尖诱导植物开花。据此，人们推测FT基因的产物可能就是成花素。2005年，Huang et al研究小组发现FT基因的mRNA可以从叶片转移到茎尖诱导植物开花，因此，他认为FT mRNA是成花素或是其中一部分。2007年，英国、美国、德国和日本的科学家们通过分子生物学方法，以拟南芥为材料，用绿色荧光蛋白标记FT蛋白，用地塞米松诱导表达系统，从而得出了四个结论：（1）在一片叶中诱导产生的FT蛋白足够诱导植物花芽分化；（2）FT蛋白可从叶片转移到茎尖顶端；（3）FT蛋白在叶片中的表达并未诱导出其他与开花相关的成分；（4）在茎尖没有检测到FT mRNA的存在。众多数据显示，FT蛋白才是植物成花素，从而否定了FT mRNA是成花素的结论。

近年来，Kardailsky等人用激活标签的方法分离出一个早开花突变体，其表型是由于开花基因FT的过量表达而引起的；Liu等发现在拟南芥中CIB1蛋白和CRY2蛋白互作可激活FT基因的表达，从而促进开花；Corbesier等发现FT融合蛋白可以在韧皮部细胞特异性表达并移动到顶端，还可以在嫁接植物之间长距离移动；在许多单子叶和双子叶植物中已经分离出CO和FT的同源基因，过量表达CO和FT同源基因会使双子叶植物 (如: 杨树)和单子叶植物 (如: 水稻 )在适宜的光周期下早开花。

目前，虽然国内外关于FT基因的研究已取得很大进展，但是仍然存在许多问题有待深入研究。比如，FT基因的过量表达可能会引起不育。

3. 研究的基本内容与计划

本研究主要从三个方面进行，首先要克隆小叶杨的ft同源基因，然后构建诱导性植物表达载体，最后通过农杆菌介导法进行杨树的遗传转化。

目的基因的分离与克隆

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4. 研究创新点

关于植物提早开花的研究虽然从很早就已经开始了，但是大多还是在模式生物拟南芥上做的实验，本研究主要材料是杨树。对于让杨树提早开花的研究意义重大，因为杨树是我国重要的短周期工业用材林树种，具有非常重要的经济价值。