PomiR164靶向PoLBD25调控牡丹早花分子机制研究

针对牡丹花期短且集中的产业瓶颈，研究人员通过小RNA测序鉴定出关键开花调控因子PomiR164，发现其通过降解靶基因PoLBD25转录本促进早花。利用双荧光素酶报告系统、瞬时/稳定转化等技术验证了PomiR164-PoLBD25模块的负调控关系，为牡丹花期分子育种提供新靶点。

　　

牡丹作为"花中之王"，其短暂而集中的花期严重制约了观赏价值和经济收益。传统育种手段难以精准调控开花时间，而分子机制研究的滞后更使得花期改良步履维艰。在这项发表于《Horticultural Plant Journal》的研究中，河南科技大学侯小改团队揭开了牡丹花期调控的神秘面纱——他们发现微小RNA分子PomiR164如同精准的分子剪刀，通过剪切关键转录因子PoLBD25的mRNA，成功实现了对牡丹花期的精准调控。

研究团队首先通过小RNA测序锁定PomiR164为候选调控因子，利用双荧光素酶报告系统验证其与靶基因PoLBD25的互作关系。通过构建35S启动子驱动的过表达载体，结合病毒诱导的基因沉默技术，在牡丹和烟草中进行了功能验证。样本来自牡丹品种'凤丹'和'洛阳红'的七个开花阶段花瓣组织。

3.1 miR164a的克隆与生物信息学分析

系统发育分析显示PomiR164a与拟南芥ath-miR164a亲缘最近，成熟序列高度保守。二级结构预测显示其前体具有典型的茎环结构，成熟体位于3'端臂部。

3.2 PoLBD家族全基因组鉴定

从牡丹基因组中鉴定出25个LBD基因，命名为PoLBD1-25。多重序列比对发现所有成员均含有保守的锌指样结构域，染色体定位显示其不均匀分布在5条染色体上。

3.4 靶向关系验证

qRT-PCR显示PomiR164a与PoLBD25表达呈显著负相关。双荧光素酶实验证实PomiR164a可特异性剪切PoLBD25转录本684-703bp区域，突变靶位点后荧光活性恢复。

3.5 亚细胞定位

35S:PoLBD25-GFP融合蛋白实验显示PoLBD25定位于细胞核，符合转录因子的特征。

3.6 基因沉默效应

TRV载体介导的沉默实验显示，抑制PomiR164a导致花期延迟，而沉默PoLBD25则促进早花。鲜切花质量分析表明基因表达变化直接影响花朵发育动力学。

3.7 瞬时过表达效应

35S:PomiR164a瞬时表达使牡丹提前6小时开花，而35S:PoLBD25则延长花期18小时。两者对花径、花高的调控呈现相反趋势。

3.8 烟草遗传转化

稳定转化实验进一步验证了该模块的保守性：过表达PomiR164a的烟草提前8天开花，株高增加；而PoLBD25过表达株系则延迟开花5天。

这项研究首次揭示了PomiR164-PoLBD25模块在牡丹花期调控中的核心作用，其分子机制在双子叶植物中具有保守性。值得注意的是，该调控模块不仅能改变开花时间，还影响植株形态建成，暗示LBD家族可能整合多种发育信号通路。尽管牡丹稳定遗传转化体系尚未成熟，但本研究为通过分子设计育种实现花期精准调控提供了理论依据，对延长牡丹观赏期、错峰上市具有重要应用价值。未来研究可进一步解析该模块下游开花整合子（如FT或SOC1）的调控网络，为花卉作物花期改良提供新思路。