近日,浙江農林大學孫學鵬教授團隊、徐凱教授團隊及浙江省農科院戴美松團隊聯合在國際著名期刊《Plant Physiology》(中科院1區Top)在線發表題為“The light-harvesting complex protein LHCB4 fine-tunes temperature regulated flowering via chloroplast retrograde signaling in pear”(《捕光復合體蛋白LHCB4通過葉綠體逆行信號介導溫度調控梨樹開花》)的研究成果。該研究表明,梨樹中的捕光復合體蛋白LHCB4通過葉綠體逆向信號傳導機制,精準調控溫度對開花時間的影響。這一發現為理解木本植物如何應對氣候變化提供了新視角。
開花時間是高等植物應對環境變化的重要適應性狀之一。在這項研究中,適度高溫能夠解除梨樹的花芽休眠并加速開花,同時在此過程中定位到顯著響應溫度變化的關鍵基因PpyLhcb4。在擬南芥中異源表達PpyLhcb4能提高葉綠素含量,并在常溫和高溫條件下均延遲開花,表明PpyLhcb4通過促進葉綠素合成來抑制開花。此外,研究證實轉錄因子PpyAP1和PpyMADS1能特異性結合PpyLhcb4啟動子。在22℃條件下,PpyLhcb4表達不受AP1調控但被MADS1抑制;而在30℃時,AP1和MADS1均會促進PpyLhcb4表達。研究還發現PpyLHCB4通過與PpyPIF3相互作用來感知環境溫度變化。綜上所述,本研究闡明了PpyLhcb4通過葉綠體介導的胞內信號傳導途徑調控植物開花的分子機制,揭示了其在響應環境溫度變化過程中協調植物營養生長與生殖生長的關鍵作用。
該研究由浙江農林大學李曉龍副教授、徐凱教授和浙江省農科院戴美松副研究員擔任共同通訊作者,浙江農林大學園藝科學學院碩士研究生蔣澤鈺(即將本校讀博)、蔡克凡和劉董睿為共同第一作者。該研究得到國家自然科學基金、浙江省育種專項等項目的資助。
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