王佳伟小组阐明“年年岁岁花相似”分子机理

(记者黄鑫)中国科学院上海植物生态研究所王家卫课题组在最新研究中揭示了多年生草本植物沙芥开花诱导的分子机制，并解释说高等植物的开花多样性可能是由不同植物间不同开花诱导途径的贡献差异决定的。相关结果最近发表在《科学》杂志上。

“花年复一年都是相似的，”这首古老的诗生动地指出了多年生植物的生活习性，这些植物每年都在特定的时间开花，并且可以生长很多年。那么，这些植物如何感知季节变化并调节开花？王家卫研究小组通过对多年生草本沙芥的研究，揭示了年龄途径和春化途径参与开花调控的分子机制。

蛇果碎米荠属于十字花科碎米荠属，是一种两年生或多年生草本植物。王家卫研究小组发现，小豆蔻的开花诱导需要一段持续的低温期，即春化。同时，弯曲的碎米芥菜在幼年时感觉不到低温，有正常的春化反应。这表明弯曲碎米芥菜的年龄决定了春化反应的敏感性。发现FLC和TOE1两种抑制因子需要同时释放才能诱导沙芥开花。其中，FLC是春化途径的关键调控因子。持续低温会降低FLC的表达。TOE1表达受miR156调节，MiR 156是年龄途径中的一个关键因素。

在童年早期，miR156高水平表达，TOE1含量高，这抑制了下游开花中关键基因的表达，导致植物对春化不敏感。随着植物年龄的增长，光合作用产生的糖不断积累，导致miR156含量逐渐降低。此时，TOE1的表达减弱，解除了年龄途径对开花的抑制，植物对春化反应敏感。持续低温可以解除FLC的抑制，诱导植物开花。

“年龄途径和春化途径共同调节开花，这与多年生植物的生长习性密切相关。”王家卫解释说，这种分子机制确保多年生草本植物在获得足够的生物量后，能够感受到外部环境的变化，从而开花结果并繁殖后代。

中国科学新闻(2013-06-04，第一版集锦)