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蘋果成花起始調(diào)控新機制被揭示

2024-02-29 14:38:36   

近日,西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院西北旱區(qū)果樹發(fā)育生物學(xué)團隊張東教授課題組在 Plant Physiology 在線發(fā)表了題為“FLOWERING LOCUS T1 and TERMINAL FLOWER1 regulatory networks mediate flowering initiation in apple”的研究論文,揭示了MdbHLH48-MdFT1/MdTFL1-MdWRKY6模塊調(diào)控蘋果花芽形成的新機制。

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本研究發(fā)現(xiàn)在蘋果成花誘導(dǎo)階段MdFT1和MdTFL1表達模式呈現(xiàn)相反趨勢: MdFT1基因上調(diào)表達,而MdTFL1基因下調(diào)表達。分子互作實驗證明MdFT1和 MdTFL1這兩個基因的轉(zhuǎn)錄直接受到轉(zhuǎn)錄因子MdbHLH48的調(diào)控。在擬南芥和番茄中異源過表達 MdbHLH48 促進轉(zhuǎn)基因植物提前開花。

有趣的是,MdbHLH48發(fā)揮雙重轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用,能夠直接結(jié)合并激活MdFT1轉(zhuǎn)錄而抑制MdTFL1基因轉(zhuǎn)錄。

據(jù)了解,蘋果成花過程一般持續(xù)兩個連續(xù)的季節(jié),主要包括成花誘導(dǎo)、成花起始、花發(fā)育三個階段。其中,成花誘導(dǎo)過程是成花轉(zhuǎn)變最關(guān)鍵的階段,主要受環(huán)境因素(如日照長度、環(huán)境溫度)及內(nèi)源信號(如植物年齡、激素水平和碳水化合物)等多種途徑精細調(diào)控。 FT ( FLOWERING LOCUS T )和 TFL1 ( TERMINAL FLOWER1 )是兩個成花關(guān)鍵基因,但是二者的功能截然相反,F(xiàn)T促進成花,而TFL1抑制成花。FT和TFL1的內(nèi)在平衡對于決定芽分化的命運(分化為葉芽或是花芽)起著至關(guān)重要的作用。然而,關(guān)于這種動態(tài)平衡建立和維持的機制仍然知之甚少。

進一步研究發(fā)現(xiàn),MdFT1和MdTFL1能夠與MdWRKY6蛋白競爭性相互作用,分別形成成花激活復(fù)合物和成花抑制復(fù)合物,進而促進和抑制下游靶基因 AFL1 (開花整合基因 LFY 的同源基因)的表達,最終調(diào)節(jié)蘋果花芽的形成。

該研究得到了國家自然科學(xué)基金、陜西省科技重大專項、中國博士后科學(xué)基金、國家蘋果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項目資助。

通訊員 左希亞 農(nóng)業(yè)科技報·中國農(nóng)科新聞網(wǎng)記者 李煜強

編輯:牛姣
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