農(nóng)學(xué)院武亮研究員課題組解析植物開花調(diào)控新機(jī)制
2019年2月18日，農(nóng)學(xué)院作物所武亮研究員課題組在《Nature Communications》雜志在線發(fā)表了題為“Divergent roles of FT-like 9 in flowering transition under different day lengths in?Brachypodium distachyon”的研究論文。該研究成果不僅揭示了植物開花調(diào)控新的分子機(jī)制，而且可為指導(dǎo)麥類作物廣適性育種提供參考。
開花是植物生長(zhǎng)發(fā)育階段的重要組成部分，直接影響植物生長(zhǎng)的世代長(zhǎng)短和繁殖速度。改良作物抽穗期農(nóng)藝性狀不僅對(duì)擴(kuò)大新品種適宜種植范圍極其重要，而且對(duì)于提高作物產(chǎn)量、增強(qiáng)作物抗逆性也具有積極意義。小麥、大麥等麥類作物是長(zhǎng)日照植物，人們熟知雖然長(zhǎng)日照植物在短日照條件下開花時(shí)期顯著延遲，但最終還是可以開花結(jié)實(shí)，完成生活史。然而，其中的作用機(jī)制并不清楚。
武亮研究員課題組在研究麥類作物的模式植物二穗短柄草中鑒定到一個(gè)短日照特異表達(dá)的FT同源基因（FT-like 9，FTL9）。遺傳學(xué)證據(jù)表明，FTL9蛋白是特異控制短日照條件開花的成花素。生化機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，與長(zhǎng)日照條件積累的成花素FT1相似，FTL9與14-3-3和FD也可互作形成開花誘導(dǎo)復(fù)合物，但其開花復(fù)合物的活性遠(yuǎn)低于FT1。FTL9作為短日照成花素的意義在于：雖然短日照開花時(shí)間遠(yuǎn)大于長(zhǎng)日照，但最終還是可以抽穗開花，從而保證完成其生殖過程。
研究發(fā)現(xiàn)，FTL9不僅在短日照條件促進(jìn)開花，而且在長(zhǎng)日照條件抑制開花。解析其機(jī)制發(fā)現(xiàn)，在短日照條件FT1不表達(dá)時(shí)，FTL9形成活性較弱的開花復(fù)合物，誘導(dǎo)開花；在長(zhǎng)日照條件FT1大量表達(dá)時(shí)，FTL9通過與FT1競(jìng)爭(zhēng)，影響了FT1開花復(fù)合物對(duì)下游基因的激活能力，從而抑制開花，說(shuō)明FTL9具有雙重開花調(diào)控功能。同時(shí)，該研究還鑒定了FTL9的上游作用因子，即正向調(diào)控FT1基因表達(dá)的CONSTANTS（CO）同源蛋白CO1，同時(shí)可以抑制FTL9表達(dá)。因而，CO1對(duì)不同FTs的雙層調(diào)控機(jī)制，縮短了二穗短柄草在長(zhǎng)日照條件下的開花時(shí)間。
博士后秦正睿和碩士研究生白玉雪為論文第一作者，Sajid Muhammad、毋霞、鄧平川也參與了該工作，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)吳佳潔教授和安海龍教授為二穗短柄草轉(zhuǎn)化提供了指導(dǎo)。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金、作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題以及浙江大學(xué)“百人計(jì)劃”項(xiàng)目資助。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-08785-y
FTL9調(diào)控分子機(jī)制模式圖
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (作物所供稿)
版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺(tái)，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com