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Plant Cell│北京大学现代农业研究院何跃辉研究员团队研究揭示了开花抑制因子FLC 被重新激活的分子机制

已有 1277 次阅读 2022-3-4 22:55 |系统分类:科研笔记

2022年3月2日,北京大学现代农业研究院何跃辉研究员团队在The Plant Cell 杂志发表了题为 Embryonic reactivation of FLOWERING LOCUS C by ABSCISIC ACID-INSENSITIVE 3 establishes the vernalization requirement in each Arabidopsis generation 的研究论文,文章研究揭示了在亲本经历春化后,开花抑制因子FLC 被重新激活的分子机制。


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许多生长在温带气候(temperate climate)中的越冬植物通常会通过春化在冬季长时间暴露于寒冷环境中,从而获得开花的能力。在拟南芥,长时间暴露于寒冷环境中会诱导开花抑制因子FLC (FLOWERING LOCUS C) 的沉默,而且这是通过Polycomb 蛋白抑制染色质修饰所实现的。这在恢复温暖后会维持抑制状态,使植物开花,但在种子发育过程中会被重置。


本文研究表明,胚胎FLC 再激活发生在两个阶段:在胚胎发生过程中重置冷诱导的FLC沉默以及在胚胎成熟过程中FLC 的激活。研究发现B3 转录因子 ABSCISIC ACID-INSENSITIVE 3 (ABI3) 介导胚胎发生过程中的FLC重置和胚胎成熟过程中FLC表达的进一步激活。ABI3 与FLC 处的顺式作用冷记忆元件 (Cold Memory Element, CME) 结合,并招募具有活性染色质修饰剂的支架蛋白,以在胚胎发生晚期将FLC染色质重置为活跃状态。此外,为了响应胚胎成熟过程中 ABA 的积累,ABI3 与 bZIP 转录因子 ABI5 一起与 ABA 响应的顺式元件结合,以进一步激活FLC 表达到高水平。


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亲代春化后胚胎成熟过程中胚胎FLC 重置和激活示意图


综上,本研究揭示了亲本春化后胚胎FLC重新激活的分子通路,这确保了每一代在开花前都必须经历冬季寒冷环境。


文章链接:https://doi.org/10.1093/plcell/koac077




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