無(wú)論對(duì)被子植物還是對(duì)動(dòng)物來(lái)說(shuō)，植物開(kāi)花時(shí)間調(diào)控的重要性不言而喻，但在這個(gè)過(guò)程中仍存在諸多未解之謎。中科院昆明植物研究所研究人員與上海大學(xué)合作，最新闡明了植物通過(guò)協(xié)調(diào)一氧化碳的活性與穩(wěn)定性以調(diào)節(jié)開(kāi)花時(shí)間的分子機(jī)制。
植物響應(yīng)季節(jié)變化的開(kāi)花時(shí)間，通常是通過(guò)植物對(duì)日照長(zhǎng)度變化的感知來(lái)完成的。在基因高度純合的擬南芥中，長(zhǎng)日照條件誘導(dǎo)開(kāi)花啟動(dòng)因子的表達(dá)來(lái)加速植物開(kāi)花。光周期條件對(duì)開(kāi)花啟動(dòng)因子的激活，主要依賴于轉(zhuǎn)錄因子一氧化碳的活性。對(duì)一氧化碳的轉(zhuǎn)錄水平、蛋白質(zhì)穩(wěn)定性以及生物鐘的調(diào)控，是植物響應(yīng)光周期并誘導(dǎo)植物成花的關(guān)鍵機(jī)制。擬南芥的ABI5因子結(jié)合蛋白2（AFP2），在促進(jìn)種子萌發(fā)過(guò)程中起降低負(fù)調(diào)控脫落酸信號(hào)的作用，然而人們對(duì)其在調(diào)節(jié)植物開(kāi)花時(shí)間所起的作用仍不清楚。
研究團(tuán)隊(duì)新發(fā)現(xiàn)，在長(zhǎng)日照條件下，過(guò)表達(dá)AFP2的轉(zhuǎn)基因擬南芥植株開(kāi)花時(shí)間顯著延遲，同時(shí)伴隨一氧化碳表達(dá)水平降低；相反，AFP2缺失突變體開(kāi)花提前，則一氧化碳表達(dá)量升高。這表明，這種蛋白通過(guò)調(diào)控一氧化碳，來(lái)負(fù)調(diào)控植株的開(kāi)花時(shí)間。他們還發(fā)現(xiàn)，它的一個(gè)末端可與一氧化碳等相互作用，進(jìn)而形成新的復(fù)合物。生化和遺傳分析顯示，AFP2具有在夜間達(dá)到峰值的晝夜表達(dá)節(jié)律，并且在夜間介導(dǎo)一氧化碳降解，來(lái)降低開(kāi)花啟動(dòng)因子染色質(zhì)組蛋白的乙?；剑M(jìn)而抑制夜間開(kāi)花啟動(dòng)因子的轉(zhuǎn)錄。
這項(xiàng)研究首次揭示了這種新復(fù)合物通過(guò)協(xié)調(diào)一氧化碳蛋白的穩(wěn)定性，以及開(kāi)花啟動(dòng)因子染色質(zhì)的組蛋白去乙酰化水平，來(lái)調(diào)節(jié)植物響應(yīng)光周期開(kāi)花的分子機(jī)制，對(duì)人類破解植物開(kāi)花的關(guān)鍵機(jī)制以及種植、園藝業(yè)等有重要意義。相關(guān)成果已最新在線發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《植物生理學(xué)》上。
