Plant Cell | 湖南大学、岳麓山实验室姚瑞枫团队揭示独脚金内酯调控植物开花的新机制

学术 2024-09-08 19:15 山东

在植物生长发育过程中，开花时间的调控至关重要，它直接影响着植物的繁殖能力和作物的产量。因此，深入研究和优化开花时间的调控机制对于提高农业生产效率和保障粮食安全具有重要意义。

近日，湖南大学、岳麓山实验室姚瑞枫团队在The Plant Cell期刊上发表了题为The strigolactone receptor DWARF14 regulates flowering time in Arabidopsis的研究论文，揭示了植物激素独脚金内酯（strigolactone, SL）受体DWARF14在拟南芥开花时间调控中的关键作用和分子机制。

系统的遗传和生化数据表明，拟南芥DWARF14（AtD14）作为识别SL信号分子的受体，在开花正调控因子FT基因的上游影响植物的开花时间。当SL存在时，受体AtD14以SL依赖的方式与AP2家族的转录抑制因子TOE1结合并使其稳定，维持TOE1对开花因子FT的转录抑制；同时，SL还诱导AtD14招募SCF^MAX2泛素连接酶对SL通路抑制子SMXL7进行泛素化降解，从而减轻SMXL7对TOE1结合FT启动子的抑制作用；这两方面的作用共同精细调控FT表达和正常开花。SL-TOE1-FT模块调控植物开花机制的发现，为理解植物激素调控开花时间这一重要功能提供了新的视角，同时也为针对花期调控的作物育种提供了新的理论借鉴。

图1. 独脚金内酯(SL)调控拟南芥开花的理论模型

湖南大学生物学院博士后白金瑞为该论文第一作者，姚瑞枫教授、张蒙副教授、新西兰皇家植物与食品研究所Kimberley Snowden教授为通讯作者。湖南大学研究生雷茜、刘金兰、黄益、闭陆梅、李金栋、余海洋及科研助理王月华参与了该研究并作出重要贡献。西南大学姚世响教授、湖南大学陈丽副教授、新西兰皇家植物与食品研究所Bart Janssen教授为本工作提供了重要指导。中国科学院遗传发育所李家洋院士、王冰研究员、王磊研究员及其实验室成员曹少雪老师等，中国科学院上海植生所王佳伟研究员，上海师范大学杨洪全教授，剑桥大学Ottoline Leyser教授，加州大学河滨分校David Nelson教授等提供了重要实验材料或技术支持。该研究得到国家科技部、国家自然科学基金委、湖南省科技厅等资助。

据悉，姚瑞枫课题组每年招收博士后1-2名（综合年薪21.29万~59.29万），博士生1-2名，硕士生2-3名，有意者请将个人简历发至：ryao@hnu.edu.cn（姚瑞枫）。详细信息请查看官方网页：

https://grzy.hnu.edu.cn/site/index/yaoruifeng

课题组简介：

姚瑞枫课题组主要从事植物激素独脚金内酯的作用机理研究，并推动基础研究成果在作物生物育种中的应用。系列进展以第一或通讯作者（含共同）发表在Nature、Nat Com、Plant Cell、Mol Plant (x2)、Cell Res (x2)、Plant Biotech J、Plant Physiol (x2)、Plant J等期刊，其中“植物分枝激素独脚金内酯的受体感知机制”曾入选全球生物信号转导领域重大突破、中国生命科学十大进展、中国高校十大科技进展。姚瑞枫教授现任湖南大学生物学院副院长、教育部“青年长江学者”、国家重点研发计划“青年首席”，受邀在Trends in Plant Science等撰写综述或专评，在国际植物学大会、国际独脚金内酯大会等作报告20余次，担任Nat Plant、Nat Com、Mol Plant、Plant Cell、PNAS、Sci Adv等期刊审稿人，兼任中国蛋白质组学专委会委员、中国植物学会植物整合组学专委会委员、湖南省植生学会植物激素专委会副主任，并作为秘书长成功组织了第3届国际独脚金内酯大会。课题组得到国家科技部、农业农村部、教育部、国家自然科学基金委、中国博士后科学基金会、湖南省科技厅等资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plcell/koae248

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3ODY3MDM0NA==&mid=2247539377&idx=1&sn=cf36d8e1b199aefd1d3537c3ebddee21

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