調(diào)節(jié)植物響應光周期開花的分子機制闡明

無論對被子植物還是對動物來說，植物開花時間調(diào)控的重要性不言而喻，但在這個過程中仍存在諸多未解之謎。中科院昆明植物研究所研究人員與上海大學合作，最新闡明了植物通過協(xié)調(diào)一氧化碳的活性與穩(wěn)定性以調(diào)節(jié)開花時間的分子機制。

植物響應季節(jié)變化的開花時間，通常是通過植物對日照長度變化的感知來完成的。在基因高度純合的擬南芥中，長日照條件誘導開花啟動因子的表達來加速植物開花。光周期條件對開花啟動因子的激活，主要依賴于轉(zhuǎn)錄因子一氧化碳的活性。對一氧化碳的轉(zhuǎn)錄水平、蛋白質(zhì)穩(wěn)定性以及生物鐘的調(diào)控，是植物響應光周期并誘導植物成花的關(guān)鍵機制。擬南芥的ABI5因子結(jié)合蛋白2（AFP2），在促進種子萌發(fā)過程中起降低負調(diào)控脫落酸信號的作用，然而人們對其在調(diào)節(jié)植物開花時間所起的作用仍不清楚。

研究團隊新發(fā)現(xiàn)，在長日照條件下，過表達AFP2的轉(zhuǎn)基因擬南芥植株開花時間顯著延遲，同時伴隨一氧化碳表達水平降低；相反，AFP2缺失突變體開花提前，則一氧化碳表達量升高。這表明，這種蛋白通過調(diào)控一氧化碳，來負調(diào)控植株的開花時間。他們還發(fā)現(xiàn)，它的一個末端可與一氧化碳等相互作用，進而形成新的復合物。生化和遺傳分析顯示，AFP2具有在夜間達到峰值的晝夜表達節(jié)律，并且在夜間介導一氧化碳降解，來降低開花啟動因子染色質(zhì)組蛋白的乙?；?，進而抑制夜間開花啟動因子的轉(zhuǎn)錄。

這項研究首次揭示了這種新復合物通過協(xié)調(diào)一氧化碳蛋白的穩(wěn)定性，以及開花啟動因子染色質(zhì)的組蛋白去乙?；剑瑏碚{(diào)節(jié)植物響應光周期開花的分子機制，對人類破解植物開花的關(guān)鍵機制以及種植、園藝業(yè)等有重要意義。相關(guān)成果已最新在線發(fā)表在國際權(quán)威期刊《植物生理學》上。

來源：《科技日報》