【科技日報】調節植物響應光周期開花的分子機制闡明

2021-01-08 中國科學院

　　無論對被子植物還是對動物來說，植物開花時間調控的重要性不言而喻，但在這個過程中仍存在諸多未解之謎。中科院昆明植物研究所研究人員與上海大學合作，最新闡明了植物通過協調一氧化碳的活性與穩定性以調節開花時間的分子機制。

　　植物響應季節變化的開花時間，通常是通過植物對日照長度變化的感知來完成的。在基因高度純合的擬南芥中，長日照條件誘導開花啟動因子的表達來加速植物開花。光周期條件對開花啟動因子的激活，主要依賴於轉錄因子一氧化碳的活性。對一氧化碳的轉錄水平、蛋白質穩定性以及生物鐘的調控，是植物響應光周期並誘導植物成花的關鍵機制。擬南芥的ABI5因子結合蛋白2（AFP2），在促進種子萌發過程中起降低負調控脫落酸信號的作用，然而人們對其在調節植物開花時間所起的作用仍不清楚。

　　研究團隊新發現，在長日照條件下，過表達AFP2的轉基因擬南芥植株開花時間顯著延遲，同時伴隨一氧化碳表達水平降低；相反，AFP2缺失突變體開花提前，則一氧化碳表達量升高。這表明，這種蛋白通過調控一氧化碳，來負調控植株的開花時間。他們還發現，它的一個末端可與一氧化碳等相互作用，進而形成新的複合物。生化和遺傳分析顯示，AFP2具有在夜間達到峰值的晝夜表達節律，並且在夜間介導一氧化碳降解，來降低開花啟動因子染色質組蛋白的乙醯化水平，進而抑制夜間開花啟動因子的轉錄。

　　這項研究首次揭示了這種新複合物通過協調一氧化碳蛋白的穩定性，以及開花啟動因子染色質的組蛋白去乙醯化水平，來調節植物響應光周期開花的分子機制，對人類破解植物開花的關鍵機制以及種植、園藝業等有重要意義。相關成果已最新在線發表在國際權威期刊《植物生理學》上。

　　（原載於《科技日報》 2018-12-14 04版）

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　　研究團隊新發現，在長日照條件下，過表達AFP2的轉基因擬南芥植株開花時間顯著延遲，同時伴隨一氧化碳表達水平降低；相反，AFP2缺失突變體開花提前，則一氧化碳表達量升高。這表明，這種蛋白通過調控一氧化碳，來負調控植株的開花時間。他們還發現，它的一個末端可與一氧化碳等相互作用，進而形成新的複合物。生化和遺傳分析顯示，AFP2具有在夜間達到峰值的晝夜表達節律，並且在夜間介導一氧化碳降解，來降低開花啟動因子染色質組蛋白的乙醯化水平，進而抑制夜間開花啟動因子的轉錄。
　　這項研究首次揭示了這種新複合物通過協調一氧化碳蛋白的穩定性，以及開花啟動因子染色質的組蛋白去乙醯化水平，來調節植物響應光周期開花的分子機制，對人類破解植物開花的關鍵機制以及種植、園藝業等有重要意義。相關成果已最新在線發表在國際權威期刊《植物生理學》上。
　　（原載於《科技日報》 2018-12-14 04版）

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