科学家揭示植物避荫反应中开花提前调控机制

最近，中国农业科学院生物技术研究所与华南农业大学合作，通过光敏色素信号通路和miR156-SPL分子模块控制的年龄通路的耦合，揭示了植物开花的分子机制。相关结果发表在《分子植物》杂志上。

增加种植密度是提高单位面积作物产量的关键技术措施。然而，在密植条件下，植物间的相互遮荫会诱发避荫反应综合症，包括增加株高以避开树冠覆盖、提前开花以尽快完成繁殖和繁殖等。然而，植物的这些适应性变化对作物产量有负面影响。

目前，植物如何响应密植促进开花的分子机制尚不清楚。以往的研究发现，植物可以通过光敏色素信号通路调节miR156-SPL分子模块，从而控制植物的避荫反应。在本研究中，研究人员发现光敏色素A (PHEA)信号通路中的两个重要信号因子FHY3和FAR1可直接与由miR156-SPL分子模块控制的年龄开花调节通路的三个重要成员SPL3/4/5蛋白相互作用，并抑制下游开花关键正调节因子FUL、LFY、AP1和MIR172C上SPL3/4/5的转录，从而抑制开花。另一方面，遮荫和密植条件导致FHY3和FAR1蛋白水平的降低和SPL3/4/5蛋白的释放，导致其下游基因转录水平的增加，从而加速植物的开花。

本研究首次从蛋白质相互作用的角度，通过整合植物外部光信号途径和植物年龄信号途径，阐明了FHY3和FAR1的分子机制，协调植物对环境变化的反应，完善了植物避阴反应的调控机制，为培育耐阴耐密作物新品种提供了理论指导。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.01.013