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昆明植物所在植物開花調控研究中取得新進展

文章来源:中國西南野生生物種質資源庫  |  发布时间:2019-08-08  |  作者:孔祥翔  |  浏览次数:  |  【打印】 【關閉

 

  春化作用是植物暴露在冬季寒冷氣溫下促進開花的過程。寒冷作爲冬季的一個可靠信號,能夠區分長時間暴露在寒冷中的特征與短時間溫度浮動變化的區別,是植物一個適應性的特征。在溫帶氣候下,很多冬性植物或兩年生植物將冬季寒冷作爲一個主要的環境因子來決定植物在一年中合適的季節開花。在自然條件下,擬南芥開花時間的多樣性主要是由于FRIGIDA (FRI)基因和它下遊目標基因FLOWERING LOCUS C (FLC)的等位基因突變造成的,冬性生態型擬南芥通常具有有功能的FRIFLC基因。FRIGIDA是一個特有的植物蛋白,它能有效激活開花抑制基因FLC的表達,FLC通過抑制開花啓動基因的轉錄從而抑制植物開花。然而,FRI作爲植物的特有蛋白,它調控植物開花的機制還有待研究。 

  近日,中國科學院昆明植物研究所杨永平研究员带领的植物基因组演化与基因功能发掘团队与上海大学合作研究了FRIGIDA蛋白的時空表達效應對擬南芥開花的調控機制。組織特異性表達FRI研究發現,在植物韌皮部、頂端分生組織和葉片組織特異性表達FRI基因能有效通過激活FLC來延遲開花。在根部組織特異性表達FRI仍然能延遲植物開花,盡管這種延遲開花作用低于韌皮部特異性表達FRI的效應。進一步研究發現根部特異性表達FRI能夠激活根部FLC的同源基因MAF4MAF5的表達來延遲開花,並且這種延遲作用同樣依賴于FLC基因。遺傳學和嫁接實驗表明根部特異性表達FRI對開花的延遲作用可能是通過可移動的信號分子抑制葉片頂端的FT信號來實現的。發育時間特異性表達FRI的研究發現,種子胚胎期特異表達FRI能有效抑制植物開花,甚至胚胎早期表達FRI仍能通過調控FLC的染色質修飾來延遲下一代植株的開花時間。總之,該研究通過對FRIGIDA基因的特異性時空表達研究了其對植物開花的影響,同時揭示植物根部也能夠參與對植物開花的調控。 

  研究成果以“Expression of FRIGIDA in root inhibits flowering in Arabidopsis thaliana”爲題在線發表于Journal of Experimental Botany雜志上。 中國科學院昆明植物研究所孔祥翔博士为该论文第一作者,杨永平研究员和胡向阳教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目、云南省应用基础研究计划项目等经费的支持。 

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(責任編輯:李雪)

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