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北京市农林科学院张凤兰课题组揭示大白菜未熟抽薹调控​新机制

点击次数:96 发布时间:2020-10-10

近年来,白菜产业模式的变革使春播及高寒地区的白菜栽培面积不断扩大;但由于生态环境改变和品种本身等原因,未熟抽薹成为影响此类白菜生产的一种主要危害。产业问题背后的科学问题是品种在新的栽培环境下的花期调控及其环境适应性研究。干旱或其他环境条件引起的水分亏缺会导致早花。抗旱性涉及转录、激素信号传导和染色质修饰的整体重编程,但如何通过多种通路以协调这些调节反应仍知之甚少。

 

2020年10月1日,北京市农林科学院蔬菜研究中心张凤兰课题组Journal of Experimental Botany发表了题为A histone H4 gene prevents drought-induced bolting in Chinese cabbage by attenuating the expression of flowering genes 的研究论文,揭示了干旱诱导的大白菜未熟抽薹调控机制。

 

 该研究发现,组蛋白H4蛋白BrHIS4.A04与同源异型结构域蛋白BrVIN3.1存在直接相互作用,BrVIN3.1在耐抽薹大白菜的驯化过程中被选择。过表达BrHIS4.A04导致大白菜在正常生长条件下提前开花,但在干旱条件下却阻止了更早抽薹。在干旱条件下,BrHIS4.A04 OE 植株的关键ABA信号基因以及光周期开花基因的表达降低。此外,在BrHIS4.A04 OE植株中,这些基因位点的H4-乙酰化水平降低。在干旱条件下,BrHIS4.A04通过ABA信号通路以降低光周期开花基因的表达来进一步阻止提前抽薹。由于在实验室诱导的干旱条件下,BrHIS4.A04 OE植株没有表现出与营养或生殖发育有关的表型,因此该基因在精细调节作物的开花时间方面具有潜在价值。

 

 

该课题组近年来以提高品种的抗病抗逆性为育种目标,从作物与环境互作的角度出发,解析了环境适应性驯化和改良在白菜类作物基因组和关键基因中留下的选择印迹,并利用遗传转化等手段重点研究了控制白菜抽薹时间、抗干烧心等生理性病害的关键基因及分子机制,上述相关成果先后发表在Molecular Plant(2018),Plant Cell and Environment(2019),Theoretical and Applied Genetics(2020)等杂志上。

 

北京市农林科学院蔬菜中心辛晓云博士为论文di一作者,于拴仓张凤兰研究员和苏同兵副研究员为通讯作者。相关工作得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划和北京市自然科学基金等项目的资助。

 

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