近日,中國農業大學園藝學院洪波/趙鑫團隊在The Plant Cell期刊發表題為“The peptide CmGAST1 integrates calcium and gibberellin signaling to regulate flowering in chrysanthemum”的研究成果。中國農業大學園藝學院博士生劉雯雯為該論文第一作者,洪波教授和趙鑫副教授為該論文共同通訊作者。
該研究發現短日照通過誘導赤霉素途徑下游響應基因CmGAST1的表達促進菊花的成花轉變。CmGAST1是GA信號通路的下游組分GAST型的多肽,GAST型多肽是信號的轉導器或整合器,作為調節因子發揮作用。
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圖1 GA響應蛋白CmGAST1促進菊花成花
此外,鈣信號轉導關鍵因子鈣調蛋白CmCAM7與赤霉素信號關鍵抑制子CmGAI形成復合體直接抑制CmGAST1的轉錄。短日照誘導活性赤霉素和鈣離子在頂芽中積累,分別抑制了CmGAI和CmCAM7,從而解除復合體對CmGAST1表達的抑制。翻譯后的CmGAST1通過正反饋調節促進更多的赤霉素生物合成,并且與年齡途徑關鍵因子CmSPL9相互作用,最終通過上調CmFTL1的表達來加速葉片成熟和開花。
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圖2 鈣信號參與了短日照誘導的菊花成花
綜上所述,短日照通過誘導活性赤霉素和鈣離子水平的積累,緩解了CmCAM7-GAI復合體對CmGAST1的抑制作用,能夠加速菊花幼年期向成年期的轉變,從而使得菊花結束營養生長期進入成花轉化階段。
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圖3 CmGAST1整合赤霉素和鈣信號調控菊花開花的模式圖
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