南京农业大学菊花遗传育种与种质创新团队揭示CmERF110和CmFLK互作通过生物钟共同调控菊花开花
来源：植物与环境PCE
“待到秋来九月八，我花开后百花杀”。菊花（ Chrysanthemum morifolium Ramat.）是世界范围广泛栽培和应用的观赏植物，多数菊花品种为短日照植物，开花时间多集中于秋季。目前，虽可通过光温调节进行花期调控以实现菊花周年生产，但反季节生产的高能耗成本严重制约了菊花产业的可持续性发展。研究花期调控机制是进行菊花花期分子改良与育种的前提，对推动菊花的周年生产供应意义重大。AP2/ERF转录因子是植物中广泛存在的一类超大家族转录因子，在调节植物生长发育及响应外界胁迫中发挥重要作用，但其在菊花开花时间调控中的作用尚不清楚。
近期，南京农业大学园艺学院菊花遗传育种与种质创新团队蒋甲福教授和房伟民教授在Plant，Cell & Environment发表了题为“An ethylene-responsive tranion factor and a flowering locus KH domain homologue jointly modulate photoperiodic flowering in chrysanthemum”的论文，揭示了菊花CmERF110和CmFLK相互作用通过生物钟共同参与菊花花期调控。
研究发现超表达 CmERF110 转基因菊花花期提前，而干扰株系花期推迟。RNA-seq分析及qPCR验证结果显示，生物钟关键基因 CmLHY、CmGI、CmTOC1和CmCO等在CmERF110转基因植株中的转录均发生明显改变，节律峰值推迟。进一步通过酵母双杂交、LUC、BiFC和Pull-down等实验发现，CmERF110与拟南芥自主途径同源基因CmFLK（FLOWERING LOCUS KH DOMAIN）互作。将CmFLK同源转化菊花，发现CmFLK转基因菊花相比野生型菊花花期改变。此外，CmFLK在拟南芥flk突变体中的异源过表达能够回补其晚花表型，表明FLK的开花调控功能在菊花和拟南芥中保守。KEGG通路富集分析表明，CmFLK同样参与昼夜节律相关基因表达的调控，转基因植株中的节律峰值推迟。在短日照条件下与amiR-CmFLK干扰株系相比，在WT和amiR- CmFLK 植株中沉默 CmERF110表现出相似的晚花表型，开花时间没有显著差异，生物钟关键基因的表达没有显著改变，表明CmERF110和CmFLK共同作用于菊花开花时间的调控。该研究揭示了秋季菊花开花调控的新机制，加深了对非模式植物开花调控机制的了解，为菊花的花期分子育种奠定了基础。
图1.CmERF110过表达（OX）和CmERF110干扰（amiR）菊花植株的表型鉴定
南京农业大学园艺学院陈发棣教授领衔的“遗传育种与种质创新团队”针对开花时间调控机制不明、缺乏自主知识产权新品种等制约菊花产业发展的重大科学问题和技术需求，围绕优异基因挖掘与分子改良开展了深入的创新性研究，在菊花新品种选育和新技术推广领域有明显特色和优势，目前在Plant Biotechnology Journal、Journal of Pineal Research、Horticulture Research等发表了多篇开花分子调控机制研究的论文。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14261
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