园艺院丨菊花遗传与种质创新团队揭示低温抑制菊花开花分子机制
近期，南京农业大学园艺学院菊花遗传与种质创新团队在《Journal of Experimental Botany》在线发表了题为“FLOWERING LOCUS C-like mediates low-ambient-temperature-induced late flowering in chrysanthemum”的研究论文，揭示了菊花CmFLC-like介导低温抑制菊花开花的分子机制。
菊花是世界范围广泛栽培和应用的观赏植物，光照和温度是影响菊花开花的重要环境因素。目前，虽可通过光温调节实现菊花周年生产，但冬季反季节生产时由加温导致的高能耗成本，严重制约了菊花产业的健康发展。开展菊花响应低温调控花期的分子机制研究，是进行菊花花期分子改良与育种的基础。团队前期发现，菊花MADS-box基因家族成员SHORT VEGETATIVE PHASE（CmSVP）通过抑制开花素同源基因CmFTL3的表达，导致低温下晚花（Plant Physiology 2023）。然而，关于其它MADS-box基因家族成员调控低温下菊花开花的机制并不清楚。
本研究发现菊花中FLOWERING LOCUS C（FLC）的同源基因CmFLC-like响应低温上调表达，CmFLC-like干扰转基因菊花对低温诱导的晚花不敏感，说明CmFLC-like是菊花温敏路径的关键基因（图1）。通过转录组测序结合进一步的体内体外验证，发现CmFLC-like可以直接抑制开花素基因CmFTL3和花分生组织决定基因APETALA1/FRUITFULL（CmAFL1）的表达，从而导致低温下晚开花。
图1 CmFLC-like介导低温下的菊花晚花
此外，研究发现CmFLC-like与CmSVP互作，并且CmFLC-like部分依赖CmSVP抑制CmFTL3的表达，介导菊花的成花转变。综上所述，该研究揭示了CmFLC-like介导温敏路径抑制开花的分子机制（图2），研究结果为深入理解低温调控菊花开花提供了新的认知。
图2 CmFLC-like协同CmSVP调控低温下的菊花晚花
南京农业大学园艺学院蒋甲福教授为该论文的通讯作者，园艺学院已毕业博士生户倩和在读博士生殷梦茹为论文共同第一作者，菊花遗传与种质创新团队的陈素梅教授和陈发棣教授，上海辰山植物园高政研究员等参与了研究工作。该研究得到了国家自然科学基金（32272756）项目的资助。
全文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39836569/
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