南京农大团队揭示低温抑制菊花开花分子机制

近期，南京农业大学园艺学院菊花遗传与种质创新团队在《 Journal of Experimental Botany》在线发表了题为“ FLOWERING LOCUS C-like mediates low-ambient-temperature-induced late flowering in chrysanthemum”的研究论文， 揭示了菊花CmFLC-like 介导低温抑制菊花开花的分子机制。

菊花是世界范围广泛栽培和应用的观赏植物，光照和温度是影响菊花开花的重要环境因素。目前，虽可通过光温调节实现菊花周年生产，但冬季反季节生产时由加温导致的高能耗成本，严重制约了菊花产业的健康发展。开展菊花响应低温调控花期的分子机制研究，是进行菊花花期分子改良与育种的基础。团队前期发现，菊花MADS-box 基因家族成员SHORT VEGETATIVE PHASE （CmSVP ）通过抑制开花素同源基因CmFTL3的表达，导致低温下晚花（Plant Physiology 2023 ）。然而，关于其它MADS-box 基因家族成员调控低温下菊花开花的机制并不清楚。

本研究发现菊花中FLOWERING LOCUS C （FLC ）的同源基因CmFLC-like响应低温上调表达，CmFLC-like干扰转基因菊花对低温诱导的晚花不敏感，说明CmFLC-like是菊花温敏路径的关键基因（图1 ）。通过转录组测序结合进一步的体内体外验证，发现CmFLC-like可以直接抑制开花素基因CmFTL3和花分生组织决定基因APETALA1/FRUITFULL（CmAFL1）的表达，从而导致低温下晚开花。

图1 CmFLC-like介导低温下的菊花晚花

此外，研究发现CmFLC-like 与CmSVP 互作，并且CmFLC-like 部分依赖CmSVP 抑制CmFTL3的表达，介导菊花的成花转变。综上所述，该研究揭示了CmFLC-like介导温敏路径抑制开花的分子机制（图2 ），研究结果为深入理解低温调控菊花开花提供了新的认知。

图2 CmFLC-like 协同CmSVP 调控低温下的菊花晚花

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