作者:王佳伟等 来源:《科学》 发布时间:2013-6-5 10:10:25
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“年年岁岁花相似”分子机理阐明
 
中科院上海生科院植生生态所王佳伟课题组在最新研究中,揭示了多年生草本植物弯曲碎米芥成花诱导的分子机理,并解释了高等植物的开花多样性可能正是由于不同植物间不同成花诱导途径的贡献差异决定的。相关成果日前发表于《科学》杂志。
 
“年年岁岁花相似”,这句古诗形象地指出了多年生植物在每年特定的时间开花,并且可以生长多年的生活习性。那么,这些植物是如何感知四季变化、调控开花的呢?王佳伟课题组通过对多年生草本植物弯曲碎米芥的研究,揭开了年龄途径和春化途径共同参与调控开花的分子机理。
 
弯曲碎米荠属于十字花科碎米荠属,为两年生或多年生草本植物。王佳伟研究组发现,弯曲碎米荠的成花诱导需要经历一段时间的持续低温,即春化作用。同时,幼年期的弯曲碎米芥不能感受低温而出现正常的春化反应。这表明弯曲碎米芥的年龄决定了春化反应的敏感性。研究发现,弯曲碎米芥的成花诱导需要同时解除两个抑制因子,即FLC和TOE1。其中,FLC是春化途径的关键调控因子,持续的低温可降低FLC的表达;TOE1的表达则受到年龄途径关键因子miR156的调节。
 
在幼年期,miR156高水平表达,TOE1含量较高,抑制下游开花关键基因的表达,导致植物对春化作用不敏感;随着植物年龄的增长,光合作用产生的糖分不断积累,导致miR156含量逐渐下降。此时,TOE1的表达减弱,年龄途径对开花的抑制作用被解除,植物对春化作用敏感,持续的低温即可解除FLC的抑制作用,诱导植物开花。
 
“年龄途径和春化途径共同调控开花,与多年生植物的生长习性密切相关。”王佳伟解释说,这一分子机制确保多年生草本植物可在获得足够生物量后,感受外界环境的变化,从而开花结果、繁衍后代。(来源:中国科学报 黄辛)
 
 
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