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华中农业大学揭示番茄早花新基因FAF1/2c调控开花时间分子机制

来源：花匠小妙招时间：2025-07-16 01:29

2023年11月，华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室张俊红教授课题组在《Plant Biotechnology Journal》上发表了题为“EARLYFLOWERINGis a dominant gain-of-function allele ofFANTASTICFOUR1/2cthat promotes early flowering in tomato”的研究论文。该研究克隆了1个番茄早花新基因FANTASTICFOUR1/2c（FAF1/2c），并解析了该基因调控番茄开花时间的作用机制。研究结果丰富了番茄开花时间调控网络，为番茄花期改良提供了新的基因资源和理论指导。

本研究通过对番茄一个T-DNA插入突变体EF（EarlyFlowering）进行表型鉴定，发现其开花时间比野生型Wild-Type（WT，AC）提早至少10 d，遗传学分析发现该突变体为显性功能获得性突变体。利用TAILPCR鉴定T-DNA插入到FAF1/2c基因终止密码子下游139 bp的3′ -UTR区域，导致FAF1/2c基因在EF突变体中表达水平显著提高。在番茄Ailsa Craig（AC）中过表达FAF1/2c，转基因植株表现出和EF突变体一样的早花表型；而在EF突变体中敲除FAF1/2c，可使EF突变体的早花表型恢复“正常”。这些结果表明，FAF1/2c是一个新的促进番茄开花的关键基因。进一步生化试验（Y2H、Pull-down、Split-LUC、Co-IP）发现FAF1/2c与COP9信号复合体亚基5B（CSN5B）蛋白互作，转基因敲除CSN5B导致番茄植株开花。过表达FAF1/2c和突变CSN5B都导致番茄早花，说明FAF1/2c和CSN5B在番茄开花调控中发挥相反作用；因此，猜测FAF1/2c和CSN5B在蛋白水平上可能存在拮抗作用。进一步的研究证实FAF1/2c与CSN5B蛋白互作，影响CSN5B蛋白稳定性，降低CSN5B蛋白的积累，上调SINGLEFLOWERTRUSS（SFT）、JOINTLESS（J）和UNIFLORA（UF）等番茄促花基因的表达，进而调控番茄开花时间。