菊花開花時間調控研究獲進展

　　近期，南京農業大學園藝學院菊花遺傳育種與種質創新團隊蔣甲福教授和房偉民教授揭示了菊花CmERF110和CmFLK相互作用通過生物鐘共同參與菊花花期調控。論文發表于Plant，Cell & Environment（《植物、細胞與環境》）。

　　菊花是世界范圍廣泛栽培和應用的觀賞植物，多數菊花品種為短日照植物，開花時間多集中于秋季。目前，雖可通過光溫調節進行花期調控以實現菊花周年生產，但反季節生產的高能耗成本嚴重制約了菊花產業的可持續性發展。開展菊花花期調控分子機制研究，是進行菊花花期分子改良與育種的前提，對推動菊花的周年生產供應意義重大。AP2/ERF轉錄因子是植物中廣泛存在的一類超大家族轉錄因子，在調節植物生長發育及響應外界脅迫中發揮重要作用，但其在菊花開花時間調控中的作用尚不清楚。

　　該研究將CmERF110同源轉化菊花，發現超表達CmERF110轉基因菊花花期提前，而干擾株系花期推遲。RNA-seq分析及qRT-PCR驗證結果顯示，生物鐘關鍵基因CmLHY、CmGI、CmTOC1和CmCO等在CmERF110轉基因植株中的轉錄均發生明顯改變，節律峰值推遲。進一步分析發現，CmERF110與擬南芥自主途徑同源基因CmFLK（FLOWERING LOCUS KH DOMAIN）編碼蛋白互作，并通過酵母雙雜交、LUC、BiFC和Pull-down等實驗驗證了該互作。將CmFLK同源轉化菊花，發現CmFLK轉基因菊花相比野生型菊花花期改變。此外，CmFLK在擬南芥flk突變體中的異源過表達能夠回補其晚花表型，表明FLK的開花調控功能在菊花和擬南芥中保守。KEGG通路富集分析表明，CmFLK同樣參與晝夜節律相關基因的調控，轉基因植株節律峰值推遲。在短日照條件下與amiR-CmERF110干擾株系相比，在WT和amiR-CmFLK植株中沉默CmERF110表現出相似的晚花表型，開花時間沒有顯著差異，也沒有顯著改變生物鐘關鍵基因的表達。這表明CmERF110和CmFLK共同作用于菊花開花時間的調控。

　　該研究揭示了秋季菊花開花的新機制，加深了對非模式植物不同開花調控機制的了解，為菊花花期分子育種奠定了基礎。