中科院上海生科院植生生態(tài)所王佳偉課題組在研究中，揭示了多年生草本植物彎曲碎米芥成花誘導(dǎo)的分子機(jī)理，并解釋了高等植物的開花多樣性可能正是由于不同植物間不同成花誘導(dǎo)途徑的貢獻(xiàn)差異決定的。相關(guān)成果日前發(fā)表于《科學(xué)》雜志。
“年年歲歲花相似”，這句古詩形象地指出了多年生植物在每年特定的時(shí)間開花，并且可以生長多年的生活習(xí)性。那么，這些植物是如何感知四季變化、調(diào)控開花的呢？王佳偉課題組通過對多年生草本植物彎曲碎米芥的研究，揭開了年齡途徑和春化途徑共同參與調(diào)控開花的分子機(jī)理。
彎曲碎米薺屬于十字花科碎米薺屬，為兩年生或多年生草本植物。王佳偉研究組發(fā)現(xiàn)，彎曲碎米薺的成花誘導(dǎo)需要經(jīng)歷一段時(shí)間的持續(xù)低溫，即春化作用。同時(shí)，幼年期的彎曲碎米芥不能感受低溫而出現(xiàn)正常的春化反應(yīng)。這表明彎曲碎米芥的年齡決定了春化反應(yīng)的敏感性。研究發(fā)現(xiàn)，彎曲碎米芥的成花誘導(dǎo)需要同時(shí)解除兩個(gè)抑制因子，即FLC和TOE1。其中，F(xiàn)LC是春化途徑的關(guān)鍵調(diào)控因子，持續(xù)的低溫可降低FLC的表達(dá)；TOE1的表達(dá)則受到年齡途徑關(guān)鍵因子miR156的調(diào)節(jié)。
在幼年期，miR156高水平表達(dá)，TOE1含量較高，抑制下游開花關(guān)鍵基因的表達(dá)，導(dǎo)致植物對春化作用不敏感；隨著植物年齡的增長，光合作用產(chǎn)生的糖分不斷積累，導(dǎo)致miR156含量逐漸下降。此時(shí)，TOE1的表達(dá)減弱，年齡途徑對開花的抑制作用被解除，植物對春化作用敏感，持續(xù)的低溫即可解除FLC的抑制作用，誘導(dǎo)植物開花。
“年齡途徑和春化途徑共同調(diào)控開花，與多年生植物的生長習(xí)性密切相關(guān)。”王佳偉解釋說，這一分子機(jī)制確保多年生草本植物可在獲得足夠生物量后，感受外界環(huán)境的變化，從而開花結(jié)果、繁衍后代。（來源：中國科學(xué)報(bào) 黃辛）
