生物学院在植物开花机制研究方面取得重要进展

     开花是植物生长发育过程的重要环节,决定高等植物的繁殖和遗传能力,对提高农作物产量与品质也具有重要生物学意义。近日,我院刘选明、赵小英教授课题组在国际植物学著名学术期刊《The Plant Journal》上在线发表了研究论文“A photo-responsive F-box protein FOF2 regulates floral initiation by promoting FLC expression in Arabidopsis”。该论文报道了拟南芥光响应F-box蛋白FOF2通过调节开花抑制子FLC的表达调控植物开花的机制,揭示了光与自主开花途径间的联系。

 

植物开花受光周期、环境温度、植物激素、植物年龄等多种内源和外源信号的影响。植物通过整合内源和外源信号,至少形成了6种不同的开花调控途径:光周期途径、温度途径、春化途径、赤霉素途径、自主开花起始途径以及年龄途径。这些不同开花调控途径之间的联系尚不明确。在此项研究中,作者通过植物转化和大规模筛选,发现F-box基因FOF2过量表达推迟植物开花,但并不影响植物开花的光周期响应。那么FOF2通过哪条途径调控开花?作者通过检测不同开花途径对FOF2基因表达的调节,发现FOF2受自主开花途径基因FCA的调节,表明FOF2可能影响自主开花调控途径。那么FOF2调控开花的机制是什么?作者通过RNA-seq、遗传及分子生物学手段,证明FOF2通过促进开花抑制子FLC的表达,抑制开花。此项研究还发现,蓝光受体隐花素(CRY)和红光/远红光受体光敏素(PHY)介导光抑制FOF2蛋白的泛素化降解。作者推测,光可能通过调节FOF2蛋白水平,进而调控自主开花途径,因而暗示了光与自主调控开花途径间的联系。

 

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FOF2调控植物开花机制模式图

 

    此项工作得到了国家自然科学基金面上项目,植物分子遗传国家重点实验室开放基金,植物功能基因组学与发育调控湖南省重点实验室、湖南省植物重要功能基因发掘及其应用研究创新研究群体、湖南省生物发育工程及新产品研发协同创新中心等项目经费资助。

 

文章链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.13607/full