近期，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院菊花遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在《Journal of Experimental Botany》在線發(fā)表了題為“FLOWERING LOCUS C-like mediates low-ambient-temperature-induced late flowering in chrysanthemum”的研究論文，揭示了菊花CmFLC-like介導(dǎo)低溫抑制菊花開花的分子機(jī)制。

菊花是世界范圍廣泛栽培和應(yīng)用的觀賞植物，光照和溫度是影響菊花開花的重要環(huán)境因素。目前，雖可通過光溫調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)菊花周年生產(chǎn)，但冬季反季節(jié)生產(chǎn)時由加溫導(dǎo)致的高能耗成本，嚴(yán)重制約了菊花產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。開展菊花響應(yīng)低溫調(diào)控花期的分子機(jī)制研究，是進(jìn)行菊花花期分子改良與育種的基礎(chǔ)。團(tuán)隊(duì)前期發(fā)現(xiàn)，菊花MADS-box基因家族成員SHORT VEGETATIVE PHASE（CmSVP）通過抑制開花素同源基因CmFTL3的表達(dá)，導(dǎo)致低溫下晚花（Plant Physiology 2023）。然而，關(guān)于其它MADS-box基因家族成員調(diào)控低溫下菊花開花的機(jī)制并不清楚。

本研究發(fā)現(xiàn)菊花中FLOWERING LOCUS C（FLC）的同源基因CmFLC-like響應(yīng)低溫上調(diào)表達(dá)，CmFLC-like干擾轉(zhuǎn)基因菊花對低溫誘導(dǎo)的晚花不敏感，說明CmFLC-like是菊花溫敏路徑的關(guān)鍵基因（圖1）。通過轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)合進(jìn)一步的體內(nèi)體外驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)CmFLC-like可以直接抑制開花素基因CmFTL3和花分生組織決定基因APETALA1/FRUITFULL（CmAFL1）的表達(dá)，從而導(dǎo)致低溫下晚開花。

圖1 CmFLC-like介導(dǎo)低溫下的菊花晚花

此外，研究發(fā)現(xiàn)CmFLC-like與CmSVP互作，并且CmFLC-like部分依賴CmSVP抑制CmFTL3的表達(dá)，介導(dǎo)菊花的成花轉(zhuǎn)變。綜上所述，該研究揭示了CmFLC-like介導(dǎo)溫敏路徑抑制開花的分子機(jī)制（圖2），研究結(jié)果為深入理解低溫調(diào)控菊花開花提供了新的認(rèn)知。

圖2 CmFLC-like協(xié)同CmSVP調(diào)控低溫下的菊花晚花

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院蔣甲福教授為該論文的通訊作者，園藝學(xué)院已畢業(yè)博士生戶倩和在讀博士生殷夢茹為論文共同第一作者，菊花遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的陳素梅教授和陳發(fā)棣教授，上海辰山植物園高政研究員等參與了研究工作。該研究得到了國家自然科學(xué)基金（32272756）項(xiàng)目的資助。

全文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39836569/