上海生科院Science解析重要分子機制

　　來自中國科學院上海生命科學研究院的研究人員，在對多年生草本植物彎曲碎米薺(Cardamine flexuosa)的研究中揭示了年齡相關性春化作用的分子基礎。相關論文“Molecular Basis of Age-Dependent Vernalization in Cardamine flexuosa”發表在5月31日的《科學》(Science)雜志上。

　　論文的通訊作者是中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態所的王佳偉(Jia-Wei Wang)研究員。其課題組主要研究方向是：對植物中非編碼的RNA進行系統的功能分析。力圖闡明這些調控RNA的產生機理和作用機制，以及它們的生物學功能。并探討這些RNA在不同物種中的保守性和多樣性，了解這些小分子調控物質的產生和演化。

　　開花是高等植物由營養生長向生殖生長的轉變過程，是植物個體發育和后代繁衍的中心環節。這一發育的轉變過程是通過植物體內部自身的發育條件和外部的環境因素共同決定的。溫度、光照和年齡是影響植物開花的3個重要因素。

　　大多數冬性一年生或二年生植物需要一定時期的低溫處理(通常為4℃,2-8周)，才能促進花芽形成和花器發育，這一過程叫做春化階段，而使花卉通過春化階段的這種低溫刺激和處理過程則叫做春化作用(vernalization)。一般春化處理的最佳時期為植物的種子萌動期或營養生長初期，早5周的彎曲碎米薺則不能充分地響應低溫刺激。

　　小分子RNA是一類非編碼的RNA。它們在植物的生長發育中發揮著重要的調節作用。MicroRNA 156(miR156)是當前已知的一個植物年齡分子標記。miR156通過靶向一組SPL轉錄因子，調控著年齡依賴性的發育過渡。在擬南芥、玉蜀黍、白楊和碎米薺中，miR156的表達量隨著植物年齡的增長而逐漸減少。此外，近來的研究證實，miR156可通過miR172來促進植物從幼態向成熟過渡。

　　在這篇文章中，研究人員確定兩個年齡相關的miR156和miR172調控了碎米薺敏感響應春化作用的時間。他們證實年齡和春化信號通路通過調控促開花MADS-box基因CfSOC1的表達，協同調控了植物開花。由于春化作用和年齡信號通路雖然也在一年生擬南芥中起作用，這一物種卻并沒有顯著年齡依賴性春化作用反應。年齡信號通路在碎米薺中相對較強的貢獻，表明了物種特異性的抑制與誘導信號失衡決定了開花植物的生命周期策略。