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我所科研人员在光周期诱导开花时间调控中取得新进展

2013年10月10日,我所刘宏涛组在《PLoS Genetics》杂志发表题为“Multiple bHLH Proteins form Heterodimers to Mediate CRY2-Dependent Regulation of Flowering-Time in Arabidopsis”的研究论文,本文揭示了光周期诱导开花时间中开花素基因FT的转录调控新机制。

植物能否成功地进行有性繁殖取决于精确的开花时间。因此,开花时间的调节对农业生产至关重要。作物的地理分布主要取决于光周期调控的开花时间差异。蓝光受体CRY(Cryptochrome)及其结合蛋白CIB1 对于光周期诱导开花至关重要。CRY2以蓝光依赖的形式与转录因子CIB1结合,从而促进开花素基因FT的转录及开花时间。

刘宏涛研究组的研究发现几个CIB1同源的bHLH蛋白与CIB1共同调节开花启始--CIB1,CIB2,CIB4,CIB5都作为激活子直接促进FT的转录。它们在体外都与G-box序列有强亲和力,当把G-box突变为E-box后亲和力极低,但在植物体内它们都可以直接结合到FT的启动子上促进FT的转录,尽管FT启动子中只含有E-box序列。多种体内和体外实验表明这几个不同的bHLH蛋白可以形成异源二聚体,而异源二聚体对E-box有很强的亲和力,说明异源二聚体的形成改变了这些转录因子在体内的DNA结合能力,进而很好的解释了CIB1在体内结合E-box,但在体外却只结合G-box。这是植物中第一次报道bHLH转录因子通过形成异源二聚体而改变DNA结合的亲和力或特异性。

该研究得到了国家自然科学基金委员会和中国科学院等项目的资助。(刘亚文供稿)

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