学术论文

当前位置:首页>>科学研究>>学术论文

崔素娟团队揭示植物特异性转录因子TCP7促进拟南芥开花的作用机制

发布时间:2021-10-05   浏览次数:0

2021年10月4日,The Plant Journal在线发表了重点实验室崔素娟教授为共同通讯作者的题为“TCP7 interacts with Nuclear Factor-Ys to promote flowering by directly regulating SOC1 in Arabidopsis”的研究论文。该研究利用遗传、生化和分子证据表明TCP7与NF-Ys以及CONSTANS(CO)互作以协同调控开花整合基因SOC1的表达来促进拟南芥开花。

开花是植物从营养生长到生殖生长过渡的重要发育阶段,适宜的开花时间也是决定作物产量的重要因素,该过程由外部环境和植物内源信号通过影响FLOWERING LOCUS T(FT)、MADS-box基因、SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS 1(SOC1)等一些开花途径整合因子的表达来共同调控。近期多项研究发现,包含TCP结构域的植物特异性转录因子TCP(Teosinte Branched1/Cycloidea/Proliferating Cell Factor)家族成员同样参与开花调控,但其潜在的分子调控机制,尤其是对TCP Class I亚家族的作用途径仍知之甚少。

本研究为揭示Class I TCPs调控开花时间的分子机制,首先对TCP7显性负突变体(lcu)的开花表型进行分析发现,该突变体较Col对照开花延迟。TCP7过表达株系则为早花表型,说明TCP7参与开花时间的正调控。酵母双杂交筛选及验证结果显示,TCP7与核因子Ys(NF-Ys)和CO互作。已知NF-YCs通过与NF-YB和NF-YA形成异源三聚体复合物(NF-YA/NFYB/NF-YC)来调控开花,被认为是花期调控的先驱转录因子。CO转录因子是植物光周期开花途径中的关键基因,已被报道可以CO/NF-YB/NF-YC复合物形式与FT启动子上的CCACA元件结合。EMSA、ChIP以及LUC检测结果表明,TCP7直接与SOC1的启动子序列结合以激活其表达,并且发现NF-Ys和CO促进了TCP7对SOC1的转录激活活性。

遗传分析表明SOC1在开花时间调控中作用于TCP7下游。在长日照条件下,nf-yc4 nf-yc9双突几乎与Col同时开花,而nf-yc4 nf-yc9 lcu三突开花时间明显延迟。nf-yc3 nf-yc4 nf-yc9 lcu(nf-ycT lcu)四突开花时间明显晚于nfycT和lcu,说明TCP7和NF-Ys可能存在其他相互独立的互作因子或靶基因。TCP7与CO的遗传关系分析表明,由CO过表达诱导的早花表型可能部分依赖于TCPs功能。此外,本研究结果显示FT并不是TCP7的直接靶标,两者在开花时间调控方面可能存在协同关系。

该研究得到了河北省自然科学基金、河北省教育厅、国家自然科学基金和河北省研究生创新项目基金的资助。