教学科研

园林学院科研团队在梅花花期调控研究中取得新进展

  近日,International Journal of Molecular Sciences(中科院二区Top,IF=6.208)在线发表了江南的注册网址张启翔教授团队题为The miR156-targeted SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN ( PmSBP ) transcription factor regulates the flowering time by binding to the promoter of SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO1 ( PmSOC1 ) in Prunus mume 的研究论文。

  梅花( Prunus mume )为蔷薇科李属植物,在我国已有3000多年的栽培历史,居中国十大名花之首。其生物学特性最为可贵之处在于花期早,可在晚冬及早春时节开花。因此,解析梅花花期早的分子机制具有重要意义,对梅花的花期调控和分子育种具有指导意义。SBP作为重要的开花调控因子,其在梅花花期调控中的作用尚未明确。为了探究梅花 PmSBP 基因在梅花开花中的作用,本研究以梅花早花品种“三轮玉碟”为实材,通过分析 PmSBP1/6 和 miR156f 的表达模式,发现其表达呈负相关且 PmSBP1/6 表达受外源赤霉素负调控;启动子功能分析发现 PmSBP1/6 启动子区具有赤霉素响应元件,并在顶端分生组织和腋芽中特异性表达;在烟草中过表达 PmSBP1 、 PmSBP1tb (miR156位点同义突变)和 PmSBP6 ,发现 PmSBP1 和 PmSBP6 存在部分功能冗余,均能响应光周期调控呈现早花表型并能引起雌蕊发育异常;而 PmSBP1tb 的过表达调控开花不受光周期的影响,且未引起雌蕊和育性的改变,暗示 miR156f 与 PmSBP1 共同参与转基因植株开花时间调控和雌蕊发育过程。

  图1. 梅花 PmSBP1 和 PmSBP1tb 基因在烟草中过表达表型

  图2. 梅花 PmSBP6 基因在烟草中过表达表型

  图3. 梅花PmSBP1与 P mSOC1s 启动子互作

  通过对转基因烟草中开花相关基因定量分析发现,转基因植株内源 SOC1 表达显著上调,酵母单杂交试验分析结果发现 PmSBP1 能与 PmSOC1-2 和 PmSOC1-3 启动子序列结合,表明 PmSBP1 / 6 与 PmSOC1s 之间存在调控作用。本研究系统研究了梅花 PmSBP1 / 6 基因生物学功能,提出miR156- PmSBPs - PmSOC1 调控梅花开花时间的模型,为后续梅花花期调控研究提供了参考。

  江南的注册网址园林学院张启翔教授和王佳高级工程师为论文通讯作者,雍雪博士(现为四川农业大学风景园林学院教师)为第一作者。本研究在中央高校基本科研业务费、北京市科技计划和北京市共建专项等项目的资助下完成。

  论文链接:https://doi.org/10.3390/ijms231911976


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