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1、安徽农业科学,JournalofAnhuiAgr.iSc.i2010,38(2):614-616责任编辑刘月娟责任校对傅真治植物开花的分子调控机理研究1112袁秀云,张仙云,马杰,秦喜庆(1.郑州师范高等专科学校生物技术研究所,河南郑州450044;2.河南省安阳县林业局,河南安阳455000)摘要植物开花是遗传因子和环境因素协同调控的复杂过程。在拟南芥中,植物开花途径主要有春化促进途径、光周期促进途径、自主开花途径及依赖于赤霉素的途径等。根据近年来的研究进展,综述了植物开花的分子调控机理。关键词植物;
2、开花;分子机理中图分类号Q949.99文献标识码A文章编号0517-6611(2010)02-00614-03MolecularMechanismsofFloweringinPlantsYUANXiu2yunetal(InstituteofBiologyTechnology,ZhengzhouTeacher.sCollege,Zhengzhou,Henan450044)AbstractFloweringwasacomplicatedprocesswhichwascontrolledbybothendog
3、enousandenvironmentalfactors.InArabidopsisthaliana,floweringwasregulatedmainlybyphotoperiodpathway,vernalizationpathway,autonomouspathway,andGApathway.Recentprogressonmolecu2larmechanismsoffloweringcontrolwassummarized.KeywordsPlan;tFlowering;Molecularme
4、chanism植物由营养生长向生殖生长的转变是植物发育周期中能是在春化作用后。当植株在足以产生春化反应的低温条的一个重要过程,是植物能否开花的关键环节。早期对植物件下,FLC的表达明显降低,但当植株重新回到正常生长环[1-2][11-12]开花的研究多限于生理现象的描述。经过多年的研究,境中,FLC的表达又迅速升高,显示未春化的状态。植物生理学家对开花提出了开花素假说、营养物质转移假说VIN3编码的蛋白属于PHD锌指结构蛋白,该类型蛋白质与[3][13]和多因子控制模型3个假说。近年来,随着分子遗传学及
5、染色质空间结构的变化有关。VIN3具有感受低温时程的分子生物学的迅速发展,特别是对模式植物拟南芥和金鱼草特性。其作用是在春化过程中识别低温处理的时间进而建开花机理的研究,一系列植物开花相关基因被分离鉴定,明立对春化关键基因FLC表达的抑制。只有冬性1年生拟南确了植物的开花途径,即春化促进途径、光周期促进途径、自芥经过足以产生春化反应的一段时期的低温处理,VIN3才[4]主开花途径和依赖于赤霉素的途径。会诱导表达。当VIN3被诱导表达后,FLC的表达随即被抑1春化作用途径制,当植株由春化的低温条件转到正常
6、生长环境后,VIN3迅温度是影响植物开花的一个重要的环境因素。冬性和2速关闭。年生植物开花必须经过一段时间的低温诱导。如果这些植2光周期途径物不经低温处理,则开花过程可以推迟几周甚至几个月。低光周期是影响植物生长发育的重要条件。植物整个生[5]温对开花的促进作用称为春化作用。目前,与春化相关的命周期都是在光周期影响下调控完成的。拟南芥是一个典基因研究较多的植物是十字花科的拟南芥和禾本科的小麦、型的长日照植物,即长日照条件可以促进开花,短日照条件大麦等。在拟南芥中,FRI、FLC、VRN1、VRN2和VI
7、N3等基因则会抑制开花。拟南芥光周期途径是由光受体感受光信号[6]与春化作用有关。研究表明,冬性发育特性的拟南芥由单开始的。迄今为止,在拟南芥中共发现了5类光敏色素[7]基因FRI控制,如果其编码的盘绕蛋白发生突变则可导致PHYA、PHYB、PHYC、PHYD、PHYE和3种隐花色素CRY1、[8]拟南芥过早开花。FLC属于MADS盒基因。它编码的蛋CRY2和CRY3。光敏色素感受红光和远红光,隐花色素感白转录因子是一个强的开花抑制因子,其高水平表达对开花受蓝光和紫外光。它们感受昼夜长短和光的强弱,产生
8、昼夜[14]具抑制作用。显性等位基因FRI的存在会加强FLC对开花节律。其中,远红光、蓝光通过PHYA、CRY1和CRY2促[15-16]的抑制作用。低温春化通过FRI转录及蛋白表达水平的负进开花,红光通过PHYB、PHYD和PHYE抑制开花。[9]调控,抑制FLC的表达,促进植物开花。研究发现,在拟南2.1光强的影响植物能够感受光线强度昼夜节律的变[10]芥中VRN1、VRN2和VRN3也参与拟南芥的春化作用。化,使一些促进或抑制开花的基
