研究进展

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2021年2月,裴雁曦教授课题组的马晓丽博士作为第一作者,在Horticulture Research 在线发表了题为 “Hydrogen sulfide promotes flowering in heading Chinese cabbage by S-sulfhydration of BraFLCs” 的研究论文。该研究探讨了气体信号分子硫化氢(hydrogen sulfide, H2S)对十字花科植物的开花调节作用。文章以我国北方最常见蔬菜大白菜“中白60”为实验材料,重点检测了H2S处理前后大白菜BraFLC转录因子与下游关键开花基因SOCI和FT结合的变化,以期探明H2S促进白菜开花的分子机制。发现大白菜中关键开花抑制因子BraFLCs的4种蛋白与8个 BraSOCIs 启动子CarG-box有不同的结合模式,说明白菜中 BraFLCs 和 BraSOCIs 同源基因在进化过程中存在功能的分化;H2S可选择性地对BraFLCs成员进行硫巯基化修饰;修饰后的BraFLCs与下游靶启动子的结合能力被弱化甚至消失。结果显示,生理浓度H2S可以在一定程度上弥补春化不足造成的大白菜开花延迟。其促进大白菜开花可能的途径是:生理浓度 H2S可以对 BraFLCs 转录因子的成员进行硫巯基化修饰,修饰后的FLC转录因子明显地减弱或缺失了其与下游靶基因启动子的结合能力,最终表现为H2S信号促进白菜开花作用。该研究通过蛋白翻译后修饰对FLC功能的调节作用,拓展了H2S信号的生理功能,并提出了H2S信号在植物细胞中新的作用靶点,为开发基于气体信号分子H2S的植物开花调节剂奠定了理论基础,同时为大白菜开花调节方式的多样性以及白菜FLC同源基因功能分化提供了新的线索。

该研究得到了国家自然科学基金(31972428、31672140)和山西省自然科学基金(201801D121191、 201801D121197)的资助。


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