中科院上海生科院植生生態(tài)所王佳偉課題組在最新研究中，揭示了多年生草本植物彎曲碎米芥成花誘導(dǎo)的分子機(jī)理，并解釋了高等植物的開(kāi)花多樣性可能正是由于不同植物間不同成花誘導(dǎo)途徑的貢獻(xiàn)差異決定的。相關(guān)成果日前發(fā)表于《科學(xué)》雜志。

　　“年年歲歲花相似”，這句古詩(shī)形象地指出了多年生植物在每年特定的時(shí)間開(kāi)花，并且可以生長(zhǎng)多年的生活習(xí)性。那么，這些植物是如何感知四季變化、調(diào)控開(kāi)花的呢？王佳偉課題組通過(guò)對(duì)多年生草本植物彎曲碎米芥的研究，揭開(kāi)了年齡途徑和春化途徑共同參與調(diào)控開(kāi)花的分子機(jī)理。

　　彎曲碎米薺屬于十字花科碎米薺屬，為兩年生或多年生草本植物。王佳偉研究組發(fā)現(xiàn)，彎曲碎米薺的成花誘導(dǎo)需要經(jīng)歷一段時(shí)間的持續(xù)低溫，即春化作用。同時(shí)，幼年期的彎曲碎米芥不能感受低溫而出現(xiàn)正常的春化反應(yīng)。這表明彎曲碎米芥的年齡決定了春化反應(yīng)的敏感性。研究發(fā)現(xiàn)，彎曲碎米芥的成花誘導(dǎo)需要同時(shí)解除兩個(gè)抑制因子，即FLC和TOE1。其中，F(xiàn)LC是春化途徑的關(guān)鍵調(diào)控因子，持續(xù)的低溫可降低FLC的表達(dá)；TOE1的表達(dá)則受到年齡途徑關(guān)鍵因子miR156的調(diào)節(jié)。

　　在幼年期，miR156高水平表達(dá)，TOE1含量較高，抑制下游開(kāi)花關(guān)鍵基因的表達(dá)，導(dǎo)致植物對(duì)春化作用不敏感；隨著植物年齡的增長(zhǎng)，光合作用產(chǎn)生的糖分不斷積累，導(dǎo)致miR156含量逐漸下降。此時(shí)，TOE1的表達(dá)減弱，年齡途徑對(duì)開(kāi)花的抑制作用被解除，植物對(duì)春化作用敏感，持續(xù)的低溫即可解除FLC的抑制作用，誘導(dǎo)植物開(kāi)花。

　　“年齡途徑和春化途徑共同調(diào)控開(kāi)花，與多年生植物的生長(zhǎng)習(xí)性密切相關(guān)。”王佳偉解釋說(shuō)，這一分子機(jī)制確保多年生草本植物可在獲得足夠生物量后，感受外界環(huán)境的變化，從而開(kāi)花結(jié)果、繁衍后代。