中科院上海生科院植物逆境生物學(xué)研究中心何躍輝研究組與杜嘉木研究組合作，利用模式開(kāi)花植物擬南芥發(fā)現(xiàn)了一個(gè)冷記憶順式DNA元件與一個(gè)表觀遺傳標(biāo)記識(shí)別蛋白，通過(guò)整合發(fā)育與溫度信號(hào)，調(diào)控開(kāi)花時(shí)間的表觀遺傳分子機(jī)制，為理解植物如何適時(shí)開(kāi)花提供了重要的理論依據(jù)和新的應(yīng)用靶點(diǎn)。今天，相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然—遺傳學(xué)》雜志。
春化作用是指某些植物必須經(jīng)歷一段時(shí)間的持續(xù)低溫，才能由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)入生殖生長(zhǎng)階段的現(xiàn)象。解析植物如何感知低溫時(shí)期，并在氣溫上升后“記住”低溫經(jīng)歷以適時(shí)開(kāi)花的分子機(jī)制，具有重要的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
先前的研究表明，擬南芥的開(kāi)花受到FLC基因的抑制。在低溫條件下，包裹在該基因周圍的組蛋白被逐步修飾，進(jìn)而導(dǎo)致該基因的表達(dá)關(guān)閉，最終讓植物在氣溫上升后，能從發(fā)育的“生長(zhǎng)”階段切換到“開(kāi)花”階段。
研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)一個(gè)順式DNA元件與一個(gè)識(shí)別該元件并同時(shí)識(shí)別組蛋白標(biāo)記的反式蛋白協(xié)同介導(dǎo)低溫抑制FLC的表達(dá)。這一順式元件與其反式蛋白的互作亦使植物在氣溫上升后能“記憶”低溫誘導(dǎo)的FLC沉默，而使植物只在溫暖的季節(jié)開(kāi)花。
專家認(rèn)為，該項(xiàng)研究揭示了冷記憶順式DNA元件與其識(shí)別蛋白在開(kāi)花調(diào)控中發(fā)揮的重要功能，是植物開(kāi)花調(diào)控分子機(jī)制的重要進(jìn)展。
