Phytochrome B1依赖控制gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba转录是番茄开花期夜亮和红远红光比效应的基础gydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

Phytochromes是二聚体蛋白质，具有在感知日长度和触发开花的环境信号中的关键作用。夜间休息（NB）和红色到远红光比（R：Fr）已被广泛用于研究开花的光周期控制的工具。然而，在分子水平下，关于Nb和不同R：FR值在白天 - 中性植物（DNP）中的不同R值的影响几乎是已知的，例如番茄。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

这里，我们展示了西红柿gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba， 和gydF4y2BaSP5G3gydF4y2Ba是同源物的gydF4y2BaArabidopsis Thaliana开花基因座TgydF4y2Ba（gydF4y2Ba英国《金融时报》gydF4y2Ba）压制开花gydF4y2Ba烟草benthamianagydF4y2Ba．Nb每2小时，强度为10μmolmgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}S.gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}或低R:FR(如0.6)导致番茄开花明显延迟，并促进番茄开花gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba信使rna表达。提升gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba红光NB和低R:FR处理诱导的mRNA表达被后续FR光刺激或高R:FR处理逆转。番茄gydF4y2BaPHYB1.gydF4y2Ba突变消除了NB和低R:FR处理对开花的影响gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba结果表明，光敏色素B1在番茄中的作用是由光敏色素B1介导的。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

我们的结果强烈地表明gydF4y2BaSP5G.gydF4y2BamRNA的抑制是引起NB和R:FR降低对番茄开花的主要原因。gydF4y2Ba

植物是固着的生物，因此不能从欠佳的环境迁移到较有利的环境。因此，它们已经发展出一种机制，使它们能够根据环境信号改变自己的生长和发育，从而增加生存和繁殖成功的可能性。从营养阶段到生殖阶段的转变是外部环境如何调节植物发育的一个特别得到充分研究的例子。光周期是开花成功繁殖最重要的调节因素之一[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba］．花卉植物可根据对光周期的反应分为三组：长日植物（LDP），在长期（LD）条件下的速度更快;短日植物（SDP），其在短日（SD）条件下刺激花卉;和日中性植物（DNPS），以对光周期不敏感的方式花。gydF4y2Ba

在自民党gydF4y2Ba拟南芥蒂利亚纳gydF4y2Ba的表达gydF4y2Ba康斯坦斯（CO）gydF4y2Ba是由生物钟调节的，然后诱导的gydF4y2Ba开花LCOUS T（FT）gydF4y2Ba在暴露于LD条件时表达[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba］．SDP水稻的基因组含有gydF4y2Ba期目日期1gydF4y2Ba（gydF4y2Ba即gydF4y2Ba） 和gydF4y2Ba标题日期3gydF4y2Ba（gydF4y2BaHD3A.gydF4y2Ba），同源物gydF4y2Ba拟南芥co.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba英国《金融时报》gydF4y2Ba在开花的调节中扮演重要角色[gydF4y2Ba4gydF4y2Ba，gydF4y2Ba5gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba即gydF4y2Ba活性物gydF4y2BaHD3A.gydF4y2Ba在电感SD条件下表达，而gydF4y2Ba即gydF4y2Ba抑制gydF4y2BaHD3A.gydF4y2Ba在非归纳LD条件下。DNP番茄表示四种Ft样蛋白（SP3D，SP5G，SP5G2，SP5G3）。SFT / SP3D是一种花活化剂，其表达不会被PhotoPeriod改变[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba］．SP5G是一种花的抑制因子，在LD条件下比SD条件下表达量更高，使得番茄在SD条件下开花稍早[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba］．在杨树等双子叶植物中也发现了影响植物开花的ft样蛋白[gydF4y2Ba7gydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba),苹果(gydF4y2Ba9gydF4y2Ba]， 甜菜 [gydF4y2Ba10gydF4y2Ba),南瓜gydF4y2Ba11gydF4y2Ba]， 向日葵 [gydF4y2Ba12gydF4y2Ba豌豆[gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]，大豆[gydF4y2Ba14gydF4y2Ba和马铃薯[gydF4y2Ba15gydF4y2Ba]，以及单圈植物，如米[gydF4y2Ba16gydF4y2Ba)、小麦(gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]和玉米[gydF4y2Ba18gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

在两种LDPs中都发现了开花的夜间(NB)效应[gydF4y2Ba19gydF4y2Ba]和SDP [gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba］．在gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba在美国，每天午夜暴露在光照下1小时可导致开花早[gydF4y2Ba19gydF4y2Ba］．在SDPs中，NB对开花的影响最为明显，夜间极短的光照抑制了SDPs的开花。在水稻中，不同天数施用10min NB对开花均有明显影响[gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba］．早期对水稻NB所需光质的研究表明，红色(R)光最有效地诱导了这种反应。gydF4y2Ba

Phytochrome B是用于NB的主要感光体，其通过抑制表达式导致延迟开花gydF4y2BaHD3A.gydF4y2Ba［gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba21gydF4y2Ba］．在gydF4y2BaPharbitis.gydF4y2Ba，另SDP, NB抑制表达gydF4y2BaPNFT1gydF4y2Ba和gydF4y2BaPNFT2.gydF4y2Ba，这是orthologsgydF4y2Ba拟南芥英尺gydF4y2Ba诱导延迟开花[gydF4y2Ba22gydF4y2Ba］．NB对DNPs开花的影响已经在天竺葵等少数植物中进行了研究[gydF4y2Ba23gydF4y2Ba］．除了光周期的持续时间之外，光质质量（波长）是植物开花最重要的环境信号之一。在树冠下生长的植物在植物上生长到远红色（R）比率（R：Fr），因为叶子比FR光吸收更多的R光。低R：FR值由植物植物的蛋白质感知，并诱导一系列反应，包括茎和叶柄伸长，低调叶，减少分支和早期开花[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba，gydF4y2Ba24gydF4y2Ba］．对于许多物种来说，富fr光已知会影响植物开花，但分子细节尚不清楚。在gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba，富fr光可增加CO蛋白水平，不依赖于转录，促进CO蛋白的表达gydF4y2Ba英国《金融时报》gydF4y2Ba［gydF4y2Ba25gydF4y2Ba，gydF4y2Ba26gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

植物之所以能够对环境变化做出恰当的反应，是因为它们已经进化出了多种光感受器系统，这些系统利用光敏色素、隐色素和促光蛋白来感知波长和强度范围很广的光信号。光敏色素主要感知R和FR光，隐色素和促光蛋白识别蓝光和UV-A [gydF4y2Ba27gydF4y2Ba］．光敏色素是一种光致变色蛋白，以两种可相互转换的同分异构体形式存在:红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr) [gydF4y2Ba28gydF4y2Ba］．通过R或FR光激发（分别产生高或低R：FR值），Phytochrome将PR转换为PFR，反之亦然[gydF4y2Ba28gydF4y2Ba］．光敏色素在白天主要以Pfr形式存在，在夜间主要以Pr形式存在，这是由黑暗恢复过程决定的[gydF4y2Ba29gydF4y2Ba］．PR和PFR之间的转换用于使工厂开发与光环境同步。什么时候gydF4y2BaPHYB.gydF4y2Baldp发生突变gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba［gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba]和pea [gydF4y2Ba31gydF4y2Ba]以及sdp高粱[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba]和米[gydF4y2Ba33gydF4y2Ba]早期开花发生，具有降低的光周期敏感性。因此，gydF4y2BaPHYB.gydF4y2Ba通过抑制的表达来延缓开花gydF4y2Ba英国《金融时报》gydF4y2BaLDPs和sdp中的类基因[gydF4y2Ba21gydF4y2Ba，gydF4y2Ba34gydF4y2Ba］．番茄中有5种光敏色素:phyya、phyB1、phyB2、phyye和phyF [gydF4y2Ba35gydF4y2Ba］．PHYB1参与番茄许多生理和生物学过程，如去黄化、下胚轴钩展开、子叶扩张、下胚轴伸长、花青素积累、开花等[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba35gydF4y2Ba］．然而，这些光敏色素在整合环境信号到番茄开花过程中的作用尚不清楚，需要进一步研究。gydF4y2Ba

四种表达的FT样蛋白，SP3D，SP5G，SP5G2和SP5G3以前由我们的实验室识别，他们在番茄开花中发挥着重要作用[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba］．这些基因的过度表达gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2BaSP3D是一个花启动子，SP5G、SP5G2和SP5G3是花抑制子[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba］．为了进一步研究不同光条件下番茄开花的作用（即，NB和不同的R：FR值），我们初始建立了高效NB和R：FR值在番茄中冲击开花所需的条件。的表达gydF4y2Ba英国《金融时报》gydF4y2Ba在野生型(WT)和光敏色素突变体中研究了NB处理后的类基因和不同的R:FR值。结果清楚地表明，增加了gydF4y2BaSP5G.gydF4y2BamRNA是引起NB和R:FR比值影响番茄晚花期的主要原因。光敏色素B1传递NB和R:FR信号，从而影响开花。gydF4y2Ba

本烟中SP5G、SP5G2和SP5G3的过表达延缓了开花gydF4y2Ba

我们之前报道过gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba， 和gydF4y2BaSP5G3gydF4y2Ba导致转基因延迟开花gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba植物相对于WT对照[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba］．进一步研究的功能gydF4y2BaSP3D.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba， 和gydF4y2BaSP5G3gydF4y2Ba在开花中，我们过度表达番茄gydF4y2BaSP3D.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba， 和gydF4y2BaSP5G3gydF4y2Ba基因导入gydF4y2Ba烟草benthamiana。gydF4y2Ba过度的gydF4y2BaSP3D.gydF4y2Ba导致转基因的早期开花gydF4y2Ba烟草benthamianagydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba）.但是，过度表达gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba,或gydF4y2BaSP5G3gydF4y2Ba在转基因中延迟开花gydF4y2Ba烟草benthamianagydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Ba1 bgydF4y2Ba，gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BadgydF4y2Ba）.在日中性(DN)条件下，WT植株在10叶期开花。但开花发生在6叶期gydF4y2BaSP3D.gydF4y2Ba-overexpressing植物，而开花被推迟直至15叶阶段gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba-过表达植株，14叶期gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba过表达植株与13叶期的关系gydF4y2BaSP5G3gydF4y2Ba-Overxcressing植物在DN条件下（图。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba）.这些结果表明gydF4y2BaSP3D.gydF4y2Ba促进开花,而gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba， 和gydF4y2BaSP5G3gydF4y2Ba压制开花。GUS（β-葡糖醛酸酶）染色可以理解转基因植物中基因表达的器官，组织和细胞特异性。转基因gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba植物携带gydF4y2BaSP3D-GUS.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G-GUSgydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G2-GUS.gydF4y2Ba， 和gydF4y2BaSP5G3-GUSgydF4y2Ba染色检测GUS活性。所有供试品系GUS染色模式一致，仅染色强度不同。转基因的组织化学检查gydF4y2BaSP3D-GUS.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G-GUSgydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G2-GUS.gydF4y2Ba， 和gydF4y2BaSP5G3-GUS拟南芥gydF4y2Ba结果表明，所有转基因基因都在其大部分器官的维管组织中表达(图。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

NB和R:FR对番茄开花的影响gydF4y2Ba

为了引发番茄中Nb反应的分子遗传学研究，首先确定哪些NB频率和r光强度引发了对Nb最敏感的敏感性。我们在DN条件下长番茄幼苗，并从种子萌发中进行NB处理直至开花。在各种频率下，每个Nb处理的每个突发持续10分钟，其在夜间在10μmolm的强度下包括Nb每1,2,3或4小时gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}S.gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}和50μmolmgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}S.gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}．作为对照，植株在缺乏NB的暗期生长。记录了实验和对照植株开花时的叶期。即使在夜间每3小时发生一次NB，也能检测到NB对延迟开花的影响(图)。gydF4y2Ba3gydF4y2Ba）.在10 μmol m光强下，NB频率为1 h和2 h时，开花延迟效应最强gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}S.gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}对番茄开花有明显的抑制作用。接下来，我们在50μmolm的光强度下测试了Nb的影响gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}S.gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}对开花抑制的研究。两种光强在开花延迟上无明显差异(图。gydF4y2Ba3gydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

对于R：FR实验，番茄幼苗在白色LED下生长，或补充FR LED。R：Fr比率为7.4,1.2和0.6。R：FR值为0.6在植物可能在树冠下生长的范围内[gydF4y2Ba24gydF4y2Ba］．在本研究中，我们发现番茄幼苗在富FR的光照条件下会表现出开花延迟，而较高的R:FR值(即7.4)相对于较低的R:FR值(即0.6;无花果。gydF4y2Ba3 bgydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

英国《金融时报》gydF4y2Ba在Nb和R下的基因表达：Fr治疗gydF4y2Ba

为了检查Nb和R：FR对基因表达的影响，我们测定了四个的表达gydF4y2Ba英国《金融时报》gydF4y2Ba这些基因在番茄中是重要的花的调节因子。前人研究发现，SP3D/SFT是番茄花的激活因子，SP5G、SP5G2和SP5G3是花的阻遏因子[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba］．我们测量了四个mRNA水平gydF4y2Ba英国《金融时报》gydF4y2Ba在有或没有NB和不同R:FR值的DN条件下，通过实时PCR检测24小时内的类基因。gydF4y2Ba

在NB实验中，我们在12小时的夜间期间应用了10分钟频率为2小时的R光。经NB处理后gydF4y2BaSP5G.gydF4y2BamRNA在白天和晚上被强烈促进(图。gydF4y2Ba4B.gydF4y2Ba）.在正常情况下，gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba在白天和夜晚在一夜之次地表达mRNA。与...对比gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba对mRNA的表达无明显影响gydF4y2BaSP3D.gydF4y2Ba和gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba信使rna,gydF4y2BaSP5G3gydF4y2BamRNA显示出相反的图案，即NB处理后的减少（图。gydF4y2Ba4AgydF4y2Ba，gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BadgydF4y2Ba）.因此,增加gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba在NB处理下，mRNA水平可能延缓番茄植株开花。gydF4y2Ba

对于R：FR实验，我们提供了12小时的补充FR光，在当天的控制中产生R：FR值为7.4，并在白天治疗中的0.6。在FR-CriChed光线下，gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba和gydF4y2BaSP5G2gydF4y2BamRNA的表达在白天和夜间被强烈地促进(图。gydF4y2Ba4B.gydF4y2Ba，gydF4y2BacgydF4y2Ba）.然而，gydF4y2BaSP5G3gydF4y2Ba在R:FR值较低的情况下，昼夜mRNA均维持在较低水平，且无显著影响gydF4y2BaSP3D.gydF4y2Ba不同R:FR值下mRNA的表达(图1)。gydF4y2Ba4AgydF4y2Ba，gydF4y2BadgydF4y2Ba）.因此,增加gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba和gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba在较低的R:FR值下，mRNA水平可能延缓了番茄植株的开花。gydF4y2Ba

的表达gydF4y2BaSP5G.gydF4y2BaR光和FR光均可逆转mRNA表达gydF4y2Ba

SP5G.gydF4y2Ba最近被证明是抑制开花，它在番​​茄中的光周期反应中起着非常重要的作用，所以我们专注于gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba作进一步调查之用[gydF4y2Ba36gydF4y2Ba］．确定NB作用的长度gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba我们检查了mRNA表达gydF4y2BaSP5G.gydF4y2BaR轻NB处理2周后，3 d无NB处理。促进gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba在停止Nb治疗后，Nb治疗下的MRNA表达完全消失了（图。gydF4y2Ba5AgydF4y2Ba）.确定是否增加表达gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba通过FR光，R光Nb诱导的mRNA可以通过FR光来逆转，我们检查gydF4y2BaSP5G.gydF4y2BaR光照射10min + FR光照射10min后mRNA的表达。gydF4y2BaSP5G.gydF4y2BaR光促进了mRNA的表达，FR光逆转了NB的作用(图2)。gydF4y2Ba5B.gydF4y2Ba）.这些结果一起清楚地证明了上调gydF4y2BaSP5G.gydF4y2BamRNA表达是R光Nb的基础，它会影响番茄开花。gydF4y2Ba

确定FR光效应的持续时间gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba我们检测了FR光治疗停止后mRNA的表达gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba在番茄植物中生长在较低的R：Fr条件下2周的mRNA，然后将它们转移到更高的R：Fr光条件3天。促进gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba低R的mRNA表达：FR值在转移到更高的R：Fr条件下的第二天在光线结束时完全消失（图。gydF4y2Ba5CgydF4y2Ba）.来测试是否增加的表达gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba我们检查了FR光富集条件的mRNA可以通过R光逆转gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba在FR光10分钟后的mRNA表达，然后停止FR LED光。在FR LED灯停止后，表达gydF4y2BaSP5G.gydF4y2BaMRNA几乎与控制相同，因为白光LED具有高R：Fr比，植物十字体可以在这些条件下将PR转换为PFR（图。gydF4y2Ba5DgydF4y2Ba）.的表达gydF4y2BaSP5G.gydF4y2BaMRNA由R：FR值控制，日期和影响番茄开花。gydF4y2Ba

Phytochrome B1负责NB和R：Fr在开花和r的影响gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba信使rna表达gydF4y2Ba

自最初发现NB对开花的影响以来，已经确定光敏色素是与NB反应相关的重要光感受器[gydF4y2Ba37gydF4y2Ba］．对不同R：FR值和阴影的响应主要由Phytochrome调节[gydF4y2Ba38gydF4y2Ba］．因此，我们测试了NB和R：FR治疗效果gydF4y2BaSP5G.gydF4y2BamRNA表达由Phytochrome介导。开花时间和gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba在WT植物中分析mRNA的表达gydF4y2BaPhya，Phyb1.gydF4y2Ba， 和gydF4y2BaPHYB2.gydF4y2BaNB和不同R:FR处理下的突变体。不同光敏色素突变在NB和不同R:FR条件下对开花的影响结果明确表明，phyB1负责介导NB和不同R:FR对开花延迟的影响(图2)。gydF4y2Ba6e.gydF4y2Ba，gydF4y2BafgydF4y2Ba）.的gydF4y2Ba凤凰gydF4y2Ba和gydF4y2BaPHYB2.gydF4y2Ba在类似于WT的叶阶段开花的突变体，而Nb处理下的开花表型和各种R：Fr治疗没有影响（图。gydF4y2Ba6AgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BadgydF4y2Ba，gydF4y2BaggydF4y2Ba，gydF4y2BahgydF4y2Ba）.同样，NB和R：FR对促进的影响gydF4y2BaSP5G.gydF4y2BamRNA在gydF4y2BaPHYB1.gydF4y2Ba突变体(无花果。gydF4y2Ba6f.gydF4y2Ba)，而在中却没有明显的、可观察到的影响gydF4y2Ba凤凰gydF4y2Ba和gydF4y2BaPHYB2.gydF4y2Ba突变体(无花果。gydF4y2Ba6D.gydF4y2Ba，gydF4y2BahgydF4y2Ba）.综上，这些结果清楚地表明，phyB1与开花延迟有关gydF4y2BaSP5G.gydF4y2BaNB和R:FR处理引起番茄mRNA的表达。gydF4y2Ba

在本研究中，过度表达gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba,或gydF4y2BaSP5G3gydF4y2Ba在gydF4y2Ba烟草benthamianagydF4y2Ba相对于对照植物延迟开花（图。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba）.我们以前的系统发育分析显示gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba， 和gydF4y2BaSP5G3gydF4y2Ba是gydF4y2Ba英国《金融时报》gydF4y2Ba-like基因[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba］．ft样蛋白形成磷脂酰乙醇胺结合蛋白(pebp)的一个亚分支，在许多物种中作为花卉激活剂[gydF4y2Ba7gydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba，gydF4y2Ba9gydF4y2Ba，gydF4y2Ba10gydF4y2Ba，gydF4y2Ba11gydF4y2Ba，gydF4y2Ba12gydF4y2Ba，gydF4y2Ba13gydF4y2Ba，gydF4y2Ba14gydF4y2Ba，gydF4y2Ba15gydF4y2Ba，gydF4y2Ba16gydF4y2Ba］．相似的gydF4y2Ba英国《金融时报》gydF4y2Ba类基因作为花的阻遏因子已经在以前的报道gydF4y2BaBeta寻常魅力gydF4y2Ba（甜菜）和gydF4y2Ba尼科尼亚塔哈瓦姆gydF4y2Ba．有两个gydF4y2Ba英国《金融时报》gydF4y2Ba像甜菜的基因，gydF4y2BaBvft1.gydF4y2Ba和gydF4y2BaBvft2.gydF4y2Ba，它们的区别在于三个关键氨基酸残基[gydF4y2Ba10gydF4y2Ba］．Tyr(134)、Gly(137)和Trp(138)是BvFT2蛋白中最重要的三个氨基酸，BvFT1 Asn(138)修饰为Tyr、Gln(141)修饰为Gly、Gln(142)修饰为Trp可以完全恢复其抑制功能，从而促进开花(Additional file)gydF4y2Ba1gydF4y2Ba：图S1）[gydF4y2Ba10gydF4y2Ba］．氨基酸序列分析显示，番茄SP5G，SP5G2和SP5G3不保守，但是在BVFT2蛋白中观察到的三个临界氨基酸残基中，SP3D被保守（附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:图S1)。关键氨基酸的变化可能导致SP5G、SP5G2和SP5G3成为花抑制子(Additional file)gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:图S1)。一个基本的功能特征gydF4y2Ba英国《金融时报》gydF4y2Ba- 样基因是它们在叶血管系统中的表达，并将翻译的蛋白质传输到枝条上。的表达gydF4y2BaSP5G，SP5G2.gydF4y2Ba和gydF4y2BaSP5G3gydF4y2Ba主要在血管组织中检测到（图。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba）.根据当前建立的模型gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba和米饭,gydF4y2Ba英国《金融时报》gydF4y2Ba- 般的基因被转录并翻译成叶脉管系统，然后通过韧皮肽移动到芽顶部分泌，它们与FD Bzip转录因子相互作用以诱导开花[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

NB处理和不同R:FR值对植物开花的影响早已为人所知[gydF4y2Ba19gydF4y2Ba，gydF4y2Ba21gydF4y2Ba，gydF4y2Ba26gydF4y2Ba］．我们的结果清楚地证明了每2小时和较低的R：FR值促进随后的积累gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba转录物，导致番茄开花的延迟（图。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba4gydF4y2Ba）.NB对SDPs开花的影响最为明显，表现为抑制gydF4y2Ba英国《金融时报》gydF4y2Ba类基因表达，从而通过夜间极短的光照抑制开花，特别是R光或高R:FR光[gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba22gydF4y2Ba，gydF4y2Ba39gydF4y2Ba］．相比之下，NB处理促进LDPs开花，LDPs只包含有限数量的物种，通常需要较长的光照时间[gydF4y2Ba19gydF4y2Ba，gydF4y2Ba40gydF4y2Ba］．番茄属于DNP，因此无论光周期如何，番茄都能开花，但在SD条件下，番茄的开花早于LD条件。本研究中，番茄幼苗经NB处理后，开花期叶片数由8片增加到11片gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba与对照相比，mRNA表达显着增加。本质上，R：Fr的值可用于检测邻近植物或冠层植被的接近度，日期长度和季节变化，每种影响开花[gydF4y2Ba24gydF4y2Ba，gydF4y2Ba41gydF4y2Ba］．几项研究表明，FR光的存在促进了LDP的开花，例如Tussock Bellflower（gydF4y2Ba坎帕蒂帕gydF4y2Ba)及地鳖(gydF4y2Ba金鸡菊开大花的gydF4y2Ba)[gydF4y2Ba42gydF4y2Ba]，在在整天产生Fr缺陷环境的光照滤光器下生长时，开花被延迟。相比之下，SDP的开花，如草莓[gydF4y2Ba43gydF4y2Ba),浮萍(gydF4y2BaLemna paucicostata.gydF4y2Ba)[gydF4y2Ba44gydF4y2Ba]和菊花（gydF4y2BaChrysanthemum GrandiflorumgydF4y2Ba)[gydF4y2Ba45gydF4y2Ba]受到FR光环境的影响。在这项研究中，当番茄幼苗进行较低的R：Fr治疗时，开花的叶片阶段从8到11.5叶增加，gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba与对照相比，mRNA表达显着增加（图。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba4gydF4y2Ba）.之前的研究也报道了类似的发现gydF4y2Ba英国《金融时报》gydF4y2Ba不同R:FR值对类基因表达的影响[gydF4y2Ba24gydF4y2Ba，gydF4y2Ba25gydF4y2Ba，gydF4y2Ba26gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

已知植物十字体主要感知R和FR光，影响植物生长和在几种作物中开花[gydF4y2Ba21gydF4y2Ba，gydF4y2Ba46gydF4y2Ba，gydF4y2Ba47gydF4y2Ba，gydF4y2Ba48gydF4y2Ba］．在菊花和大豆中，R光Nb处理可以抑制开花，这促进了Phytochrome对PFR的转化，从而抑制开花。但是，在随后的FR曝光后，R光施加的开花抑制可能是逆转的[gydF4y2Ba49gydF4y2Ba，gydF4y2Ba50gydF4y2Ba］．我们的结果清楚地表明，R光NB或更低R:FR处理诱导的开花表型延迟和SP5G mRNA表达增加被随后的FR光暴露或更高R:FR处理逆转(图)。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba）.这些结果表明，Phytochrome涉及番茄开花和gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba通过R光Nb和不同的R：FR值处理的mRNA表达。在gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba，光敏色素B通过抑制开花来延缓开花gydF4y2Ba英国《金融时报》gydF4y2Ba表达 [gydF4y2Ba34gydF4y2Ba］．在水稻中，phyB是水稻开花延迟的主要原因gydF4y2BaHD3A.gydF4y2BaNB处理引起的mRNA抑制[gydF4y2Ba21gydF4y2Ba］．在这项研究中，我们发现PHYB1对于NB和低级R：FR值处理需要抑制开花和促进gydF4y2BaSP5G.gydF4y2BamRNA表达，而gydF4y2Ba凤凰gydF4y2Ba和gydF4y2BaPHYB2.gydF4y2Ba对番茄开花无影响gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba通过Nb和各种R：Fr治疗mRNA表达。这表明phyb1是控制番茄开花的关键植物植物gydF4y2BaSP5G.gydF4y2BamRNA表达（图。gydF4y2Ba6gydF4y2Ba）.已经显示各种光信号组分来控制整天的CO稳定性。FR光信号稳定CO，R光信号不稳定CO，并且PHYB参与CO降解[gydF4y2Ba47gydF4y2Ba，gydF4y2Ba51gydF4y2Ba］．最近的证据表明，植物色素依赖的晚花期(phyl)的功能抵消了phyB调节开花的能力，表明CO稳定性的变化是由phyB介导的[gydF4y2Ba52gydF4y2Ba］．因此，可能是phyB通过控制番茄co样蛋白的稳定性来调控NB和不同R:FR效应。gydF4y2Ba

总之，我们发现gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba， 和gydF4y2BaSP5G3gydF4y2Ba是类ft基因，但番茄的过度表达gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba， 和gydF4y2BaSP5G3gydF4y2Ba在转基因中延迟开花gydF4y2Ba烟草benthamianagydF4y2Ba．Nb和较低的R：Fr治疗导致延迟开花表型并增加gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba番茄中的mRNA表达和PHYB1是必需的。我们确定了gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba对番茄开花很重要，并且它由PHYB1控制，在整合NB和R：FR信号中起着非常重要的作用。本研究提供了更深入地了解番茄开花对不同光线条件的响应。gydF4y2Ba

植物材料和生长条件gydF4y2Ba

番茄品种摇钱树(gydF4y2BaSolanum lycopersicumgydF4y2Ba本研究中使用了L.)。摇钱树突变的背景gydF4y2BaPhya，Phyb1.gydF4y2Ba， 和gydF4y2BaPHYB2.gydF4y2Ba番茄遗传资源中心(加州大学戴维斯分校蔬菜系;TGR接入号分别为LA4356、LA4357和LA4358)。将番茄种子在50%漂白剂中浸泡30分钟，漂白后用流水彻底冲洗，然后直接播种在湿润的发芽纸上，25℃孵育。种子发芽后，播种于商业基质中，在生长室中生长。gydF4y2Ba

NB和FR治疗gydF4y2Ba

在NB研究中，番茄幼苗在60%湿度的光周期下生长在生长室中，25°C光照12 h, 25°C黑暗12 h。LED光源(400 ~ 700 nm, 200 μmol m)产生光gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}S.gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}）.使用红色LED（658nm峰）在生长室中进行Nb实验，其光强度为10μmolmgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}S.gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}和50μmolmgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}S.gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}在整个夜晚每1,2,3或4小时的NB刺激处递送。对于R：FR研究，番茄幼苗在25℃下，60％湿度和200μmolm下降gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}S.gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}当R:FR =(光子辐照度在655 ~ 665 nm之间)/(光子辐照度在725 ~ 735 nm之间)时，R:FR值分别为7.4、1.2和0.6。使用光谱辐射计(PAR-NIR;Apogee Instruments Inc.， Logan, UT)。R光强度和光谱如图所示。gydF4y2Ba7gydF4y2Ba．番茄幼苗用山崎营养液(pH 6.5±0.1，电导率1.4 ~ 1.8 dS m)灌洗，每3 d灌一次gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}）含有4 mmol / l nogydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba-N, 0.7 mmol/L NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba-N，0.7mmol / L p，4 mmol / l k，1.0mmol / l mg，1.7mmol / l Ca和2.7mmol / l S以及微营养素。gydF4y2Ba

RNA和DNA提取gydF4y2Ba

在光照结束时收获番茄叶子，收集5周老植株的3片第三片叶子，按照制造商的说明使用RNeasy Plant mini kit (Takara，中国大连)提取总RNA。根据制造商的说明，使用Easy Pure Plant genomic dnkit (TransGen，北京，中国)分离植物基因组DNA。gydF4y2Ba

基因分离，矢量建筑和植物转化gydF4y2Ba

的子gydF4y2BaSP3D.gydF4y2Ba（solyc03g063100），gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba（solyc05g053850），gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba（solyc11g008640），gydF4y2BaSP5G3gydF4y2BaPCR扩增MoneyMaker的cDNA (Solyc11g008650)，克隆到pENTR/3C载体(Invitrogen公司，中国上海)，然后利用LR克隆酶(Invitrogen公司，中国上海)亚克隆到pBCO-DC载体中。pBCO-DC携带一种用于细菌筛选的大光霉素抗性基因和一种用于转化植物筛选的Basta抗性基因。在番茄的控制下表达GUSgydF4y2BaSP3D.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba， 和gydF4y2BaSP5G3gydF4y2Ba从MoneyMaker基因组DNA中扩增出3000 bp的5 '上游序列，克隆到pENTR/3C载体中，然后转入pK7WGF2载体[gydF4y2Ba53gydF4y2Ba通过使用LR克隆酶的重组来重新结合。PK7WGF2的细菌抗性是壮观的霉素，植物选择标记是卡那霉素。使用的引物在附加文件中列出gydF4y2Ba1gydF4y2Ba：表S1。质粒介导gydF4y2Ba根癌土壤杆菌gydF4y2Ba将菌株CV3101转化为gydF4y2Ba烟草benthamianagydF4y2Ba和gydF4y2Ba拟南芥蒂利亚纳gydF4y2Ba．在含有Murashige和Skoog Salts，0.5g / L MES的0.8％琼脂培养基上选择转化的植物和含有10μgml的10g / L蔗糖gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}巴斯塔或卡那霉素。在筛选含有Basta或卡那霉素的选择培养基上进行再生芽后，通过PCR使用基因组DNA作为模板和35s前进和基因特异性反向引物进行转基因植物。gydF4y2Ba

β-葡糖醛酸酶（GUS）活性测定gydF4y2Ba

幼苗在选定的MS培养基上生长，直到它们达到3-4张真叶阶段。对于组织化学的GUS测定，将幼苗在X-Gluc反应缓冲液中孵育（2mM X-Gluc [5-溴-4-氯-3-吲哚基-β-D-葡糖醛酸环己酰胺盐）] 1mM EDTA，50mM纳诺gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba， 0.5 mM KgydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba铁(CN)gydF4y2Ba_6gydF4y2Ba， 0.5 mM KgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba铁(CN)gydF4y2Ba_6gydF4y2Ba和1% Triton X-100)在37°C下过夜。经过一夜的反应，用一系列乙醇提取物清除幼苗，并在解剖显微镜下观察蓝色沉淀物。gydF4y2Ba

基因表达研究gydF4y2Ba

研究昼夜表达gydF4y2BaSP3D.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G.gydF4y2Ba，gydF4y2BaSP5G2gydF4y2Ba， 和gydF4y2BaSP5G3gydF4y2Ba番茄叶片每4 h收获一次，持续24 h(0、4、8、12、16、20和24 h)，收集3个5周老植株的第三片叶子。按照制造商的说明，使用RNeasy Plant迷你试剂盒(Takara，中国大连)提取总RNA。cDNA合成采用SuperscriptIII第一链合成系统(Invitrogen公司，上海，中国)，按照厂家说明进行。采用SYBR Premix Ex Taq (Takara，中国大连)在Bio-Rad CFX96 Real-time PCR系统(Bio-Rad, Hercules, CA, USA)中进行实时PCR。作为内部控制基因，gydF4y2Ba施gydF4y2Ba测定转录物。使用的引物在附加文件中列出gydF4y2Ba1gydF4y2Ba：表S1。实时定量PCR重复三次，每次通过PCR一式三份测定每个样品。gydF4y2Ba

统计分析gydF4y2Ba

使用SPSS 20.0（SPSS，版本20.0，IBM Inc.，Armonk，Ny，USA）计算统计数据。使用对方差（ANOVA）的分析进行分析数据，使用Duncan的多个范围测试评估手段之间的差异（gydF4y2BaPgydF4y2Ba < 0.05). Error bars in all figures represent standard deviations from the mean. Graphs were created using OriginPro (version 8.0, Origin Lab, Northampton, MA, USA).

dnp:gydF4y2Ba

中间性植物gydF4y2Ba

FR:gydF4y2Ba

红光对于gydF4y2Ba

GUS：gydF4y2Ba

β葡萄糖醛酸酶gydF4y2Ba

LDPS：gydF4y2Ba

漫长的植物gydF4y2Ba

注:gydF4y2Ba

夜幕休息一下gydF4y2Ba

PFR：gydF4y2Ba

远红光吸收形式gydF4y2Ba

公关:gydF4y2Ba

Red-light-absorbing形式gydF4y2Ba

接待员:gydF4y2Ba

红色的gydF4y2Ba

R: FR:gydF4y2Ba

红色到远红光比gydF4y2Ba

sdp:gydF4y2Ba

短日植物gydF4y2Ba

我们非常感谢遗传资源中心(加州大学戴维斯分校蔬菜作物系)提供的番茄突变体。感谢蔡南海博士和邓淑林博士在本研究中提出的建议。gydF4y2Ba

资金gydF4y2Ba

该研究由受保护蔬菜（2016BZ09）的高效生产高效利用的关键技术研究资助，通过研究保护蔬菜产量的关键技术和支持设备（CX161002），以及多层立体水文化的成就转变（aa16380048）。gydF4y2Ba

可用性数据和材料gydF4y2Ba

本研究中的植物材料和当前研究中分析的数据集可根据要求从通讯作者处获得。gydF4y2Ba

隶属关系gydF4y2Ba

1. 江苏农业科学院江苏农业科学院中下游农业工程农业部重点实验室，南京gydF4y2Ba

   曹凯，徐大为，鲍恩才，邹志荣gydF4y2Ba

2. 陕西重点实验室生物资源，陕西理工大学，陕西汉中，中国gydF4y2Ba

   飞妍gydF4y2Ba

3. 西北农林科技大学园艺学院，陕西杨凌gydF4y2Ba

   Kai Cao，Dawei Xu，Kaiqi Ai，Jie Yu，Encia Bao和Jirong ZougydF4y2Ba

4. 广西中农福裕国际农业科技有限公司，广西玉林gydF4y2Ba

   曹凯，鲍恩才gydF4y2Ba

贡献gydF4y2Ba

ZZ和KC构思了这项研究。ZZ和KC设计了实验。KC进行了基因过表达，RNA表达和GUS染色研究。yf修改了手稿。JY和DX进行了DNA和RNA提取研究。KA和EB解释了实验数据。所有作者阅读并认可的终稿。gydF4y2Ba

通讯作者gydF4y2Ba

对应于gydF4y2Ba植绒邹gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

伦理批准和同意参与gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

同意出版物gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

提交人声明他们没有竞争利益。gydF4y2Ba

出版商的注意gydF4y2Ba

施普林格《自然》杂志对已出版的地图和机构附属机构的管辖权要求保持中立。gydF4y2Ba

开放获取gydF4y2Ba本文根据创意公约署署署的条款分发了4.0国际许可证（gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/gydF4y2Ba）如果您向原始作者和源给出适当的信用，则允许在任何介质中进行不受限制的使用，分发和再现，提供指向Creative Commons许可证的链接，并指示是否进行了更改。Creative Commons公共领域奉献豁免（gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/gydF4y2Ba）除非另有说明，否则适用于本文中提供的数据。gydF4y2Ba

重印和权限gydF4y2Ba