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中科院王佳伟组研究小RNA调控多年生植物开花新成果
阅读:1237 发布时间:2013-6-32013年5月31日,中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所王佳伟研究组发表其研究成果,研究揭示多年生草本植物弯曲碎米芥(Cardamine flexuosa)成花诱导的分子机理,相关文章发表在"Science"期刊上。
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。有趣的是,幼年期的弯曲碎米芥不能感受低温,出现正常的春化反应。研究表明,弯曲碎米芥的年龄决定了春化反应的敏感性,其成花诱导需要同时解除两个抑制因子,即FLC和TOE1。FLC是春化途径的关键调控因子,持续的低温可以降低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。这一分子机制确保多年生草本植物可以在获得足够生物量后,感受外界环境的变化,开花结果,繁衍后代。这一研究成果也提示,高等植物的开花多样性可能就是由于不同植物间不同成花诱导途径的贡献差异决定的。