农学院武亮团队在Plant Cell发文揭示植物开花调控新机制

　　

开花是植物从营养生长向生殖生长的转变过程。植物整合环境因素及内源信号，长期进化衍生出复杂而精密的开花调控网络，以使自身在最适宜的时间完成开花转换，最大化保证其繁衍安全。开展植物开花调控机制研究，对于培育抽穗期适宜农作物品种，进而保障作物高产、稳产及广适性具有重要意义。

 

近日，浙江大学农业与生物技术学院武亮教授团队在The Plant Cell上发表了题为“VERNALIZATION1 represses FLOWERING PROMOTING FACTOR1-LIKE1 in leaves for timely flowering in Brachypodium distachyon”的研究论文，阐述了温带禾本科植物中一种新的开花调控机制。

植物FLOWERING PROMOTING FACTOR1（FPF1）是一类不含已知典型结构域的小分子蛋白，在拟南芥、水稻、棉花等多种植物中被报道具有保守的促进开花调控功能，但二十余年来，其分子作用机制并未解析。

武亮课题组经多年研究发现，麦类作物模式植物二穗短柄草中的两个FPF1同源蛋白FPF1-LIKE 1（FPL1）和FPL7，在长日照条件下却具有明显的抑制开花作用，因为其过量表达转基因植株开花时间显著延迟，而其单、双突变体株系则提前开花。进一步机制研究发现，FPL1和FPL7主要作用于二穗短柄草营养生长早期的叶片中，通过与成花素激活复合物（Florigen Activation Complex，FAC）蛋白组分（FT1、FD1、14-3-3）相互作用，从而抑制FAC的组装、活性及其与下游VRN1基因启动子的结合能力，进而下调VRN1的表达水平。由于VRN1和FT1存在反馈调控作用，FPL1和FPL7的积累最终限制了叶片中FT1的表达和成花素的合成，从而避免植物在幼苗期过早开花而影响繁衍。到营养生长后期，VRN1表达水平逐渐上升，因其编码蛋白可直接与FPL1启动子结合，通过反馈抑制FPL1的转录而解除其对自身表达的影响，从而进一步诱导FT1大量转录，加速叶片中成花素的合成，进而运输到顶端分生组织后使植物适时完成开花转换。

该研究不仅解析了多年来尚不清楚的植物FPF1家族蛋白如何调控开花的分子机制，而且为麦类作物适宜抽穗期育种改良提供了启示。武亮教授团队长期从事温带禾本科植物生长时期转变调控机制方面研究，近年来在Nature Communications（2017、2019）、Plant Physiology（2023）和Plant Cell（2023）等杂志上发表相关论文多篇。

浙江大学农学院博士研究生刘姝为该论文第一作者，武亮教授为论文通讯作者，陈思逸、周杨、沈雨欣及秦正睿研究员参与了该研究。相关工作得到了国家自然科学基金和浙江省自然科学基金等项目的资助。

原文链接：https://academic.oup.com/plcell/advancearticle/doi/10.1093/plcell/koad190/7209238