何跃辉课题组发表综述文章阐述季节变化调控植物开花时间的分子与表观遗传机理学术资讯

来源：植物科学最前沿

花以其美丽的形态、绚烂的颜色、芬芳的气息吸引着人们并陶冶着人们的情操。在亚热带、温带等四季分明的地区，百花争艳的时节常出现在春天或初夏，而在冬季却很少能欣赏到花的盛宴，否则唐代诗人元稹就不会留下“不是花中偏爱菊，此花开尽更无花”遗憾。植物开花的目的是繁衍后代，花儿通常只在有利于结实的季节绽放。很多植物从营养生长到生殖生长的转变（成花）受到季节变化的诱导与调控。

2019年11月26日中科院上海植物逆境生物学研究中心植物环境表观遗传学团队何跃辉研究员等在Plant Communications发表题为“Genetic and Epigenetic Understanding of Seasonal Timing of Flowering”的综述，阐述了季节变化调控植物开花时间的分子与表观遗传机理。

https://www.cell.com/plant-communications/fulltext/S2590-3462(19)30008-2

许多高纬度地区的植物能够感知日照时间的长短或寒冬（长时间的低温处理）等季节性信号，并通过光周期通路和春化通路调控成花基因的表达，从而使得其开花时间与特定的季节（如晚春、初夏等）相一致。模式开花植物拟南芥的研究表明转录因子与染色质修饰重塑因子协同调控FLC和FT等关键性成花控制基因的表达来响应季节变化。MADS-box 转录因子FLC直接抑制成花素基因FT的表达，从而有效抑制成花转变。寒冬季节的持续低温通过春化通路改变FLC位点的染色质状态、以沉默FLC表达；春季气温回升后，这种沉默染色质状态以表观遗传的方式得以维持，植物因此记住其“冬季低温经历”，具备了在春天开花的潜力（图1）。随着日照时间变长，长日照通路（光周期通路）开启、并诱导成花素基因FT的节律性表达，最终越冬植物在晚春或初夏开花结实（图2）。

图1，拟南芥成花抑制基因FLC表达的季节性变化及其分子表观遗传调控机制

图2，长日照通路诱导成花基因FT表达的分子与染色质

介导的调控机制

该文首先总结了拟南芥春化通路调控FLC的分子与表观遗传机制，并对其它越冬植物（作物）的春化通路进行了简要概述。随后，以拟南芥的FT调控为模式，阐述了光周期通路的分子遗传及染色质介导的调控机制，并对其它植物（作物）中光周期通路的保守和分歧进行了简要总结。最后、该文强调成花调控研究在农业生产中具有广泛的应用，包括引种、改变作物的地域适应性和优化作物的开花时节以增加其结实。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心（上海植物逆境生物学研究中心）何跃辉研究员为论文第一作者和通讯作者，该工作得到了国家自然科学基金和中国科学院基金的资助。

来源：frontiersin 植物科学最前沿

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