柑橘（蕓香科）是最重要的水果作物之一，2018年世界產(chǎn)量超過(guò)1.5億公噸，2016年總產(chǎn)值375億國(guó)際美元。柑橘育種尋求在從果實(shí)質(zhì)量（例如無(wú)核、酸含量）到抗緊急病害等領(lǐng)域的改善。但育種工作受到6年或更長(zhǎng)的幼年期的阻礙。

2020年8月9日，Plant Biotechnology Journal在線發(fā)表了美國(guó)賓州州立大學(xué)題為“Flowering Locus T chimeric protein induces floral precocity in edible citrus”的研究論文，解析了Flowering Locus T嵌合蛋白誘導(dǎo)食用柑橘花早熟。

柑橘砧木品種的遺傳轉(zhuǎn)化已產(chǎn)生早花。表達(dá)擬南芥花特性基因LFY和AP1的Carrizo citrange（Citrus sinensis x Poncirus trifoliata）柑橘品種在移栽到溫室12-20個(gè)月后開花并結(jié)果。在三葉橙（P.trifoliate orange，P.trifoliata）中，柑橘（C.unshiu）Flowering Locus T（CiFT）的異位表達(dá)導(dǎo)致其在移栽到溫室后12周即開花。

開發(fā)表達(dá)花誘導(dǎo)基因的轉(zhuǎn)基因食用柑橘遇到了困難。組成性表達(dá)FT基因的轉(zhuǎn)基因葡萄柚（Citrus x paradisi）和甜橙（Hamlin sweet orange，C.sinensis）在組織培養(yǎng)中產(chǎn)生花芽，但不能產(chǎn)生芽或整株。作者推測(cè)，利用非組成性或誘導(dǎo)性啟動(dòng)子降低轉(zhuǎn)基因柑橘的FT活性，可能使早熟的可食柑橘植株再生。

作者用農(nóng)桿菌表達(dá)構(gòu)建PtFT1-scF載體轉(zhuǎn)化柑橘。15個(gè)轉(zhuǎn)化體成功的被嫁接到citrange砧木上。大田和溫室生長(zhǎng)的植株中檢測(cè)到全長(zhǎng)PtFT1-scFv蛋白。經(jīng)PtFT1-scFv基因轉(zhuǎn)化的柑橘幼齡性狀表現(xiàn)出不同程度的減少，這通常與PtFT1-scFv蛋白水平相關(guān)。轉(zhuǎn)PtFT1-scFv基因株系開花早，高表達(dá)株系H、O開花最早、最頻繁。中、高表達(dá)株系一般在轉(zhuǎn)移到土壤后6個(gè)月內(nèi)開花，H、O開花約在3個(gè)月內(nèi)。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)基因株系的仔細(xì)監(jiān)測(cè)，將其分為三種開花表型：強(qiáng)烈早熟，幾乎連續(xù)出現(xiàn)大量開花;適度早熟，每年開花1-4次;非早熟材料，在四年的觀察期間沒(méi)有開花。

該研究的結(jié)果成功證明了嵌合FT蛋白在一個(gè)可食用柑橘品種上成功地縮短了開花時(shí)間此外。作者還開發(fā)了8個(gè)FT-scFv轉(zhuǎn)化子，其中3個(gè)具有早熟開花表型，一個(gè)“Jackson”葡萄柚雜交品種的轉(zhuǎn)化子具有早熟開花表型。盡管PtFT1-scFv的高表達(dá)與可能改變農(nóng)藝適應(yīng)性的表型相關(guān)，但該蛋白的適度表達(dá)在很大程度上導(dǎo)致了花期的提前，而沒(méi)有負(fù)面影響。嵌合FT蛋白的轉(zhuǎn)基因表達(dá)降低了幼嫩度，這可能為柑橘的快速循環(huán)育種提供了一個(gè)額外的有價(jià)值的工具。另評(píng)估C.x paradisi PtFT1-scFv lines在果園環(huán)境中表現(xiàn)的繼續(xù)研究正在進(jìn)行。