李琳團(tuán)隊(duì)揭示遮蔭促進(jìn)植物開花的分子機(jī)制
在遮蔭環(huán)境下，由于紅光/遠(yuǎn)紅光（R/FR）下降，光敏色素可感受到這種光照的變化，并引起植物一系列的適應(yīng)性反應(yīng)，通常被稱為避蔭反應(yīng)綜合癥 (shade avoidance syndrome, SAS)。避蔭反應(yīng)一方面會導(dǎo)致植物莖稈伸長加快，從而與周圍的植物競爭以獲得更多的光資源；另一方面會促進(jìn)開花，盡快完成生殖繁衍。之前對SAS的研究主要集中在遮蔭條件下幼苗胚軸伸長的分子機(jī)制，而對遮蔭促進(jìn)植物開花的研究相對較少，相關(guān)分子機(jī)制也知之甚少。
9月27日，《分子植物》（Molecular Plant） 在線發(fā)表了復(fù)旦大學(xué)李琳研究組題為“APIF7-CONSTANS-Centered Molecular Regulatory Network Underlying theShade-Accelerated Flowering”的研究論文。該研究揭示了遮蔭促進(jìn)植物開花的分子機(jī)制。
該研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子CONSTANS (CO) 和 PHYTOCHROME-INTERACTING FACTOR 7 (PIF7)對遮蔭誘導(dǎo)的提早開花具有有加性作用。LONG HYPOCOTYL IN FAR-RED1 (HFR1)是庇蔭反應(yīng)的負(fù)調(diào)控因子，可抑制提早開花。一方面，HFR1與CO結(jié)合，抑制其與FLOWERING LOCUS T (FT)的啟動子結(jié)合；另一方面，HFR1與PIF7結(jié)合，阻止其與pri-MIR156E/F啟動子的結(jié)合。PIF7作為正調(diào)控因子，而HFR1作為負(fù)調(diào)控因子，在遮蔭條件下，二者不僅調(diào)控幼苗胚軸的伸長而且調(diào)控開花時間。
在遮蔭條件下，PIF7發(fā)生去磷酸化，抑制了MIR156，從而促進(jìn)了SPLs的表達(dá)，加速開花；同時，在遮蔭條件下，CO積累增加，上調(diào)了FT,TSF和SOC1的表達(dá)，也引起早花，該過程受到庇蔭反應(yīng)負(fù)調(diào)控因子HFR1的平衡。該研究還發(fā)現(xiàn)，PIF7和HFR1均獨(dú)立于phyA介導(dǎo)的開花途徑。因此，該研究鑒定了遮蔭條件下促進(jìn)植物開花的遺傳組分，并揭示了遮蔭促進(jìn)了植物開花的分子機(jī)制。
PIF7, CO 和 HFR1調(diào)控遮蔭誘導(dǎo)開花的模型
第一作者為博士后張仁善，項(xiàng)目研究獲得科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目National Key R&D Program of China (2017YFA0503800)資助。
全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674205219302990?dgcid=rss_sd_all
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