春化作用是植物暴露在冬季寒冷氣溫下促進(jìn)開花的過程。寒冷作為冬季的一個(gè)可靠信號，能夠區(qū)分長時(shí)間暴露在寒冷中的特征與短時(shí)間溫度浮動(dòng)變化的區(qū)別，是植物一個(gè)適應(yīng)性的特征。在溫帶氣候下，很多冬性植物或兩年生植物將冬季寒冷作為一個(gè)主要的環(huán)境因子來決定植物在一年中合適的季節(jié)開花。在自然條件下，擬南芥開花時(shí)間的多樣性主要是由于FRIGIDA (FRI)基因和它下游目標(biāo)基因FLOWERING LOCUS C (FLC)的等位基因突變造成的，冬性生態(tài)型擬南芥通常具有有功能的FRI和FLC基因。FRIGIDA是一個(gè)特有的植物蛋白，它能有效激活開花抑制基因FLC的表達(dá)，FLC通過抑制開花啟動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄從而抑制植物開花。然而，FRI作為植物的特有蛋白，它調(diào)控植物開花的機(jī)制還有待研究。 

　　近日，中國科學(xué)院昆明植物研究所楊永平研究員帶領(lǐng)的植物基因組演化與基因功能發(fā)掘團(tuán)隊(duì)與上海大學(xué)合作研究了FRIGIDA蛋白的時(shí)空表達(dá)效應(yīng)對擬南芥開花的調(diào)控機(jī)制。組織特異性表達(dá)FRI研究發(fā)現(xiàn)，在植物韌皮部、頂端分生組織和葉片組織特異性表達(dá)FRI基因能有效通過激活FLC來延遲開花。在根部組織特異性表達(dá)FRI仍然能延遲植物開花，盡管這種延遲開花作用低于韌皮部特異性表達(dá)FRI的效應(yīng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)根部特異性表達(dá)FRI能夠激活根部FLC的同源基因MAF4和MAF5的表達(dá)來延遲開花，并且這種延遲作用同樣依賴于FLC基因。遺傳學(xué)和嫁接實(shí)驗(yàn)表明根部特異性表達(dá)FRI對開花的延遲作用可能是通過可移動(dòng)的信號分子抑制葉片頂端的FT信號來實(shí)現(xiàn)的。發(fā)育時(shí)間特異性表達(dá)FRI的研究發(fā)現(xiàn)，種子胚胎期特異表達(dá)FRI能有效抑制植物開花，甚至胚胎早期表達(dá)FRI仍能通過調(diào)控FLC的染色質(zhì)修飾來延遲下一代植株的開花時(shí)間。總之，該研究通過對FRIGIDA基因的特異性時(shí)空表達(dá)研究了其對植物開花的影響，同時(shí)揭示植物根部也能夠參與對植物開花的調(diào)控。 

　　研究成果以“Expression of FRIGIDA in root inhibits flowering in Arabidopsis thaliana”為題在線發(fā)表于Journal of Experimental Botany雜志上。 中國科學(xué)院昆明植物研究所孔祥翔博士為該論文第一作者，楊永平研究員和胡向陽教授為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目等經(jīng)費(fèi)的支持。

來源:中國西南野生生物種質(zhì)資源庫