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我科学家揭示植物在避荫反应中为何提前开花

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  2月26日,中国农业科学院生物技术研究所与华南农业大学合作,揭示了植物通过耦合光敏色素信号途径与miR156-SPL分子??榭刂频哪炅渫揪缎骺刂参锟ǖ姆肿踊?。该研究首次从蛋白互作层面阐明了FHY3和FAR1通过整合植物外部光信号途径和植物自身年龄信号途径协同调控植株响应环境变化的分子机制,完善了植物避荫反应的调控机理,进一步为耐荫、耐密植作物新品种的培育提供了理论指导。该研究成果在线发表在《分子植物(Molecular Plant) 》上。

  据谢钰容副研究员介绍,提高种植密度是提高农作物单产的一项关键技术措施。但在密植栽培条件下,植物间的相互遮荫会诱发植物产生避荫反应综合症,包括植株高度增加以避免冠层遮盖、开花提前以尽快完成生殖繁衍等。然而植物的这些适应性变化对于作物的产量却产生负面影响。目前植株如何响应密植促进开花的分子机制尚不清楚。前期研究发现植物可通过光敏色素信号途径调控miR156-SPL分子???,进而控制植物的避荫反应 。该研究中,研究人员发现作为光敏色素A (phyA) 信号通路中的2个重要信号传导因子FHY3和FAR1能与miR156-SPL分子??榭刂频哪炅淇ǖ骺赝揪吨械?个重要成员SPL3/4/5蛋白直接互作,并抑制了SPL3/4/5对下游开花关键正调控因子FUL、LFY、AP1MIR172C的转录,从而抑制开花;而遮荫和密植栽培条件则引起FHY3和FAR1蛋白水平下降,使SPL3/4/5蛋白被释放出来,导致其下游基因的转录水平升高,从而促使植株开花提前。

  该研究得到国家自然科学基金、国家重大研发计划项目和中国农科院科技创新工程资助。(通讯员 崔艳)

  原文链接:https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.01.013

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