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刘宏涛研究组揭示了蓝光调控植物开花时间的新机制

2018年8月20日,《EMBO Reports》杂志在线发表了澳门金莎集团科学卓越创新中心/植物生理生态研究所刘宏涛研究组题为“CIB1 and CO interact to mediate CRY2 regulation of flowering”的研究论文,本文揭示了蓝光信号调控植物开花时间的新机制。

植物最终能否成功地进行有性繁殖取决于精确的开花时间,因此,开花时间的调节对植物完成世代交替至关重要。蓝光是太阳光的一部分,能够调控植物从萌发到开花的整个发育过程。光裂解酶类似的蓝光受体隐花素Cryptochrome (CRY)在植物中调控开花时间、光形态建成和生物钟等,而在动物中主要功能就是生物钟的调控。拟南芥CRY2主要调控光周期诱导的开花时间,CRY2一方面通过抑制开花素基因FT上游关键转录因子CO的蛋白降解而激活FT转录,另外则通过直接结合和激活转录因子CIB1而激活FT转录,这两条途径之间的关系并不清楚。

刘宏涛研究组的研究发现CRY2-CIB1和CRY2-COP1-CO这两条信号途径并不是完全独立的,CIB1促进开花素FT转录及开花时间的功能依赖于CO,而同时CO促进FT转录及开花时间的功能也被CIB1调控。进一步的研究发现这两个重要的转录因子CO和CIB1能够直接相互结合而共同促进FT的表达及开花时间。CRY2和CO并不能直接结合,CIB1通过直接结合CRY2和CO而介导了CRY2-CIB1-CO复合体的形成。CRY2-CIB1-CO这个复合体的形成不仅是蓝光依赖的,同时也受到生物钟的调控,它在黄昏达到峰值,很好的解释了FT的转录不仅是光依赖的,而且在黄昏表达最高。CRY2-CIB1-CO复合体直接结合在FT启动子,介导蓝光和时间信号精确调控FT表达和开花时间。

该研究得到了国家自然科学基金委员会、科技部和中国科学院等项目的资助。

论文链接:http://embor.embopress.org/content/early/2018/08/20/embr.201845762



Model representing the action of CIB1 and CO on FT expression under long day condition.

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