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研究人員揭示RNA調(diào)控多年生植物開花新進(jìn)展

    ELISA試劑盒多年生植物是指壽命超過兩年的植物。木本植物都為多年生，而草本植物可分為多年生、兩年生和一年生。多年生草本植物有的是地下部分為多年生，而地上部分每年死亡，第二年春天又從地下部分長出新枝，開花結(jié)實(shí)；而另一些植物則是地上和地下部分均為多年生，能多次開花、結(jié)實(shí)。古詩云：“年年歲歲花相似"，形象地指出了多年生植物在每年特定的時(shí)間開花，并且可以生長多年的生活習(xí)性。那么這些植物是如何感知四季變化，調(diào)控開花的呢？王佳偉研究組通過對多年生草本植物彎曲碎米芥的研究，揭開了年齡途徑和春化途徑共同參與調(diào)控開花的分子機(jī)理。

    植生生態(tài)所王佳偉研究組的研究論文揭示了多年生草本植物彎曲碎米芥（Cardamine flexuosa）成花誘導(dǎo)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。有趣的是，幼年期的彎曲碎米芥不能感受低溫，出現(xiàn)正常的春化反應(yīng)。研究表明，彎曲碎米芥的年齡決定了春化反應(yīng)的敏感性，其成花誘導(dǎo)需要同時(shí)解除兩個(gè)抑制因子，即FLC和TOE1。FLC是春化途徑的關(guān)鍵調(diào)控因子，持續(xù)的低溫可以降低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，抑制下游開花關(guān)鍵基因的表達(dá)，導(dǎo)致植物對春化作用不敏感；隨著植物年齡的增長，ELISA試劑盒光合作用產(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，年齡途徑對開花的抑制作用被解除，植物對春化作用敏感，持續(xù)的低溫即可解除FLC的抑制作用，誘導(dǎo)植物開花。

    年齡途徑和春化途徑共同調(diào)控開花與多年生植物的生長習(xí)性密切相關(guān)。這一分子機(jī)制確保多年生草本植物可以在獲得足夠生物量后，感受外界環(huán)境的變化，開花結(jié)果，繁衍后代。這一研究成果也提示，高等植物的開花多樣性可能就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。