调节植物响应光周期开花的分子机制阐明

赵汉斌

2018年12月14日09:59  来源:科技日报
 
原标题:调节植物响应光周期开花的分子机制阐明

  无论对被子植物还是对动物来说,植物开花时间调控的重要性不言而喻,但在这个过程中仍存在诸多未解之谜。中科院昆明植物研究所研究人员与上海大学合作,最新阐明了植物通过协调一氧化碳的活性与稳定性以调节开花时间的分子机制。

  植物响应季节变化的开花时间,通常是通过植物对日照长度变化的感知来完成的。在基因高度纯合的拟南芥中,长日照条件诱导开花启动因子的表达来加速植物开花。光周期条件对开花启动因子的激活,主要依赖于转录因子一氧化碳的活性。对一氧化碳的转录水平、蛋白质稳定性以及生物钟的调控,是植物响应光周期并诱导植物成花的关键机制。拟南芥的ABI5因子结合蛋白2(AFP2),在促进种子萌发过程中起降低负调控脱落酸信号的作用,然而人们对其在调节植物开花时间所起的作用仍不清楚。

  研究团队新发现,在长日照条件下,过表达AFP2的转基因拟南芥植株开花时间显著延迟,同时伴随一氧化碳表达水平降低;相反,AFP2缺失突变体开花提前,则一氧化碳表达量升高。这表明,这种蛋白通过调控一氧化碳,来负调控植株的开花时间。他们还发现,它的一个末端可与一氧化碳等相互作用,进而形成新的复合物。生化和遗传分析显示,AFP2具有在夜间达到峰值的昼夜表达节律,并且在夜间介导一氧化碳降解,来降低开花启动因子染色质组蛋白的乙酰化水平,进而抑制夜间开花启动因子的转录。

  这项研究首次揭示了这种新复合物通过协调一氧化碳蛋白的稳定性,以及开花启动因子染色质的组蛋白去乙酰化水平,来调节植物响应光周期开花的分子机制,对人类破解植物开花的关键机制以及种植、园艺业等有重要意义。相关成果已最新在线发表在国际权威期刊《植物生理学》上。

(责编:张丽玮、吴楠)

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