我國在植物開(kāi)花機制研究上又取得重要進(jìn)展

　　開(kāi)花是植物生長(cháng)發(fā)育過(guò)程的重要環(huán)節，決定高等植物的繁殖和遺傳能力，對提高農作物產(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(zhù)名學(xué)術(shù)期刊《The Plant Journal》上在線(xiàn)發(fā)表了研究論文“A photo-responsive F-box protein FOF2 regulates floral initiation by promoting FLC expression in Arabidopsis”。該論文報道了擬南芥光響應F-box蛋白FOF2通過(guò)調節開(kāi)花抑制子FLC的表達調控植物開(kāi)花的機制，揭示了光與自主開(kāi)花途徑間的聯(lián)系。

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

FOF2調控植物開(kāi)花機制模式圖

　　此項工作得到了國家自然科學(xué)基金面上項目，植物分子遺傳國家重點(diǎn)實(shí)驗室開(kāi)放基金，植物功能基因組學(xué)與發(fā)育調控湖南省重點(diǎn)實(shí)驗室、湖南省植物重要功能基因發(fā)掘及其應用研究創(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 )新中心等項目經(jīng)費資助。