对于植物开花关键基因成花素可变剪切的调控

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近日,由中国农业科学院作物科学研究所研究员毛龙领衔的创新团队在麦类作物模式植物二穗短柄草开花调控的分子机制研究中取得新进展。该研究从成花素基因FT2的可变剪切角度揭示了一个新成花素基因转录后调控的分子机制。相关研究成果在线发表于《自然》系列刊物《自然通讯》上。

据介绍,小麦抽穗期和开花期的调控机理与水稻和玉米等作物不同,普通小麦在苗期需要经受一段低温时期,才能开花结实,也就是“春化现象”。基因可变剪切是指基因的外显子以多种方式通过RNA剪切进行重连,由此一个基因可能编码多种蛋白质。这个领域是近年来基因转录后调控研究的热点。对于植物开花关键基因成花素可变剪切的调控,更是植物分子生物学领域的新概念。

该团队研究发现,在短柄草生长早期,FT2成花素基因通过可变剪切方式编码一个干扰型蛋白,阻止正常开花蛋白复合体发挥作用;当短柄草进入开花期时,功能型蛋白的转录本表达开始加速,超过干扰蛋白转录本的表达量,从而保证短柄草正常开花。该机制在小麦、大麦等早熟禾亚科作物中具有保守性,是调控此类作物开花的重要机制。

据悉,此研究对麦类等相关作物抽穗期的调控研究具有重要意义。这一工作是该团队通过大量小分子RNA生物信息数据挖掘,继前期发现一个微RNA通过切割成花素基因FT1影响短柄草开花机理的基础上,在作物开花时间调控的分子机制研究方面的又一重要进展。

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