Science：控制植物开花的“开关”
生物通报道：最近，英国John Innes中心的科学家们，对于理解“植物如何开始开花”迈出了关键的一步。相关研究结果发表在《Science》杂志。
这一新的研究揭示了春化过程中一个以前未知的步骤，将一个负责开花时间的重要基因，与调节它的蛋白质联系起来。这一新发现可能有助于开发新的品种，以在不断变化的气候下，生产我们需要的食物。
几十年的研究已经深入理解了“春化”的过程，植物如何感知低温的时期，并“记忆”这一信息以控制开花时间。它可确保植物在破坏性的冬季避免开花，而在温暖的春季和夏季开花，这时它们有足够的时间和阳光来产生种子。因此，了解春化现象，对于商业作物（如油菜、花椰菜以及其他许多作物）的成功至关重要。
这一重要的过程依赖于植物“记住”在低温条件下度过了多长时间，通过逐渐修改植物细胞中发现的一个特定基因。
先前的研究已经表明，开花是由一个叫做FLOWERING LOCUS C（FLC）的基因抑制。在寒冷的温度条件下，包裹在该基因周围的蛋白质被逐步修改，这个基因的表达关闭，最终让植物能够从发育的“生长”阶段切换到“开花”阶段。
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虽然有研究已经确定了参与FLC基因关闭的调节因子，但是还没有研究设法弄清“这些调节因子是如何正确识别自己靶标的”。
在这项新的工作中，John Innes中心的Caroline Dean教授带领的一个研究小组，让遗传学为他们带路。他们研究了一个变异的植物种群，发现了一个不能正确应对寒冷的个体。然后他们找到了这个突变在个体中发生的位置，并发现它是FLC基因内一个单碱基对的变化。
进一步的实验成功确定了蛋白质VAL1是如何识别FLC基因内的DNA序列。在未能正确响应寒冷的植物中，该突变可防止这种识别，所以FLC不能被关闭。
Caroline Dean教授说，“这个令人兴奋的新发现，首次让我们看到，一个细胞中的调节因子如何确定哪些靶基因被关闭。在FLC上一个特定的序列被识别，并且没有这个序列，FLC就不会被抑制，植物将不再开花。”
这项研究还在几种近缘芸薹属植物中，调查了FLC基因中VAL1的结合部位，并发现它是保守的，从而表明这类调控对于花期控制来说，在进化上一直都是保守的。
关于植物开花，科学家们相继进行了许多研究。2013年12月，来自中国农业科学院作物科学研究所的研究人员，在新型禾本科模式植物：二穗短柄草(Brachypodium distachyon)中证实植物开花基因FLOWERING LOCUS T（FT）受到一种叫做miR2032的早熟禾亚科(Pooideae)特异性microRNA的调控。这一研究发现发表在植物学权威期刊The Plant Cell杂志上。相关阅读：中国农科院Plant cell解析植物开花调控机理。
2014年10月，中国科学院华南植物园侯兴亮研究员通过与新加坡国立大学Yu Hao教授等的合作研究，发现拟南芥NF-Y核因子复合物通过整合发育和环境信号，从表观遗传层面上调控开花时间。NF-Y是在真核生物中广泛存在的一类转录因子，由三个不同的亚基组成，其与真核生物启动子区域的CCAAT框相结合，并通过与调控因子相互作用来调控下游基因表达。相关阅读：华南植物园揭示NF-Y核因子调控植物开花的分子机制。
在小麦遗传学的这场游戏上，加州大学戴维斯分校的Jorge Dubcovsky实验室赢得了一个大满贯。他们在十几年内第四次发现控制小麦春化的基因。这项成果于2015年8月底发表在《美国科学院学报》（PNAS）上。相关阅读：PNAS：控制小麦开花时间的第四个基因。
（生物通：王英）
生物通推荐原文：
The paper 'Arabidopsis transcriptional repressor VAL1 triggers Polycomb silencing at FLC during vernalization' is published in Science this week.
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网址: Science：控制植物开花的“开关” https://m.huajiangbk.com/newsview496912.html
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