蜡梅PEBP基因家族鉴定及CpTFL1s调控开花的分子机制研究

本研究针对蜡梅(Chimonanthus praecox)冬季开花的独特性状，系统鉴定了7个PEBP基因家族成员，发现CpTFL1s通过不同方式与CpFD/Cp14-3-3互作形成抑制复合物，揭示了CpTFL1a与CpFT1在解除花芽休眠、CpTFL1bs与CpFT2在生殖生长转换中的竞争调控机制，为木本植物花期调控提供了新靶点。

　　

在植物王国中，蜡梅(Chimonanthus praecox)以其寒冬绽放的特性独树一帜，这种中国特有的传统名花在11月至次年1月开花，成为冬季花卉市场的重要资源。然而，其独特的开花调控机制长期未被阐明。开花作为植物从营养生长向生殖生长转变的关键过程，涉及复杂的环境信号整合，其中PEBP（磷脂酰乙醇胺结合蛋白）基因家族扮演核心角色。虽然FT（开花位点T）和TFL1（顶端花1）在模式植物中的功能已有深入研究，但木本植物尤其是蜡梅中PEBP家族的系统鉴定及其调控网络仍存在巨大空白。

西南大学园艺园林学院/长江上游农业生物安全与绿色生产教育部重点实验室的研究团队在《Industrial Crops and Products》发表的研究，首次在蜡梅基因组中鉴定出7个PEBP家族成员，并深入解析了CpTFL1s基因通过不同分子机制调控开花时间的奥秘。研究人员采用生物信息学分析结合实验验证的策略，通过HMMER软件鉴定PEBP家族成员，构建系统发育树分析进化关系；利用qRT-PCR检测基因表达模式；通过烟草遗传转化进行功能验证；运用酵母双杂交和荧光互补实验揭示蛋白互作网络。

研究结果部分，3.1章节显示蜡梅PEBP家族包含2个FT-like、4个TFL1-like和1个MFT-like亚家族成员，均具有典型D-P-D-X-P和G-X-H-R保守结构域。3.4章节的启动子顺式元件分析发现，CpPEBPs含有大量激素和胁迫响应元件，暗示其开花调控需要多信号协同。3.5章节首次报道CpTFL1b存在两种剪接变体（CpTFL1b-1和CpTFL1b-2），其中CpTFL1b-2因第三外显子缺失导致C端结构域改变。3.6章节的烟草转化实验证实，过表达CpTFL1s使开花延迟10-17%，叶片数增加30-40%，并显著抑制NbFT和NbSOC1表达。3.7章节通过互作实验揭示：CpTFL1a/CpFT1可直接结合CpFD和Cp14-3-3；CpTFL1b-2/CpFT2仅结合CpFD；而CpTFL1b-1需通过Cp14-3-3中介与CpFD互作。

讨论部分指出，该研究建立了蜡梅开花调控的"双阶段竞争"模型：在春季生殖生长转换期，CpFT2与CpTFL1bs通过不同互作方式竞争CpFD，促进开花转变；在冬季休眠解除期，CpFT1与CpTFL1a形成典型FAC/FRC竞争，打破花芽休眠。这种精细调控机制解释了蜡梅在年周期中精确协调开花时间的分子基础。

该研究不仅填补了蜡梅PEBP基因家族研究的空白，其发现的剪接变体调控机制和蛋白互作新模式，为木本植物花期分子设计育种提供了重要靶点。通过调控CpTFL1s表达，可精准控制蜡梅开花时间，这对延长冬季切花供应期、优化园林景观配置具有重要应用价值。此外，CpTFL1s对根系发育的抑制作用，为改善蜡梅移栽成活率提供了新思路，展现出广阔的产业化应用前景。