我國在植物開花機(jī)制研究上又取得重要進(jìn)展

　　開花是植物生長發(fā)育過程的重要環(huán)節(jié)，決定高等植物的繁殖和遺傳能力，對(duì)提高農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)也具有重要生物學(xué)意義。近日，湖南大學(xué)劉選明、趙小英教授課題組在國際植物學(xué)著名學(xué)術(shù)期刊《The Plant Journal》上在線發(fā)表了研究論文“A photo-responsive F-box protein FOF2 regulates floral initiation by promoting FLC expression in Arabidopsis”。該論文報(bào)道了擬南芥光響應(yīng)F-box蛋白FOF2通過調(diào)節(jié)開花抑制子FLC的表達(dá)調(diào)控植物開花的機(jī)制，揭示了光與自主開花途徑間的聯(lián)系。

　　植物開花受光周期、環(huán)境溫度、植物激素、植物年齡等多種內(nèi)源和外源信號(hào)的影響。植物通過整合內(nèi)源和外源信號(hào)，至少形成了6種不同的開花調(diào)控途徑：光周期途徑、溫度途徑、春化途徑、赤霉素途徑、自主開花起始途徑以及年齡途徑。這些不同開花調(diào)控途徑之間的聯(lián)系尚不明確。在此項(xiàng)研究中，作者通過植物轉(zhuǎn)化和大規(guī)模篩選，發(fā)現(xiàn)F-box基因FOF2過量表達(dá)推遲植物開花，但并不影響植物開花的光周期響應(yīng)。那么FOF2通過哪條途徑調(diào)控開花？作者通過檢測(cè)不同開花途徑對(duì)FOF2基因表達(dá)的調(diào)節(jié)，發(fā)現(xiàn)FOF2受自主開花途徑基因FCA的調(diào)節(jié)，表明FOF2可能影響自主開花調(diào)控途徑。那么FOF2調(diào)控開花的機(jī)制是什么？作者通過RNA-seq、遺傳及分子生物學(xué)手段，證明FOF2通過促進(jìn)開花抑制子FLC的表達(dá)，抑制開花。此項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)，藍(lán)光受體隱花素（CRY）和紅光/遠(yuǎn)紅光受體光敏素（PHY）介導(dǎo)光抑制FOF2蛋白的泛素化降解。作者推測(cè)，光可能通過調(diào)節(jié)FOF2蛋白水平，進(jìn)而調(diào)控自主開花途徑，因而暗示了光與自主調(diào)控開花途徑間的聯(lián)系。

FOF2調(diào)控植物開花機(jī)制模式圖

　　此項(xiàng)工作得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，植物分子遺傳國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金，植物功能基因組學(xué)與發(fā)育調(diào)控湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、湖南省植物重要功能基因發(fā)掘及其應(yīng)用研究創(chuàng)新研究群體、湖南省生物發(fā)育工程及新產(chǎn)品研發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心等項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)資助。