盈盈翠叶，有紫华朵朵，枝头摇曳——中山大学农学院苏诗豪课题组揭示花朵近远轴分化的秘密

花器官被认为是从叶状器官演化而来。由于植物与传粉者之间的长期相互作用，花器官的形态展现出极大的多样性。借助空间三维坐标系，我们可以把花朵的形态理解为沿着三个不同的轴向的形态建成，包括辐射轴、背腹轴和近远轴。辐射轴从花分生组织的最外层指向中心，沿着这一轴向分化出萼片、花瓣、雄蕊和心皮等四轮花器官；背腹轴则是依照花器官离植物主轴的远近，可把处于同一轮的花器官拆分为背、侧、腹等不同位置；近远轴则是从花器官的基部指向顶部，不同于前两个轴向的形态建成，人们对于花器官沿近远轴分化调控机制仍然知之甚少。

花瓣是大多数有花植物吸引传粉者的利器，许多植物的花瓣沿着近远轴都产生了明显的分化，可表现为色素沉积模式的改变、表皮细胞形态的差异等多方面。研究表明，拟南芥中，JAGGED（JAG）能促进其叶片和花瓣远轴端的分化，而金鱼草的CINCINNATA（CIN）调控其花瓣和叶片的远轴端发育；但是特异参与花器官近端轴模式形成的因子仍然尚未确定，调控花瓣近远轴分化的其他下游因子也有待研究。

2023年8月8日，中山大学农学院苏诗豪课题组在Nature Communications上发表了题为“A BLADE-ON-PETIOLE orthologue regulates corolla differentiation in the proximal region in Torenia fournieri”研究论文，揭示了两个参与轴向发育的因子TfBOP2与TfALOG3通过形成复合体来调节夏堇花冠近轴端的分化。

该研究以母草科植物夏堇（Torenia fournieri）为材料，发现其花冠沿着近远轴有明显的色素沉积和表皮形态的分化。课题组前期的工作鉴定了一个ALOG家族的因子TfALOG3，对于花冠基部颈状结构的形成至关重要。本研究确定了夏堇中的一个BOP类因子TfBOP2，能和TfALOG3互作形成保守的BOP-ALOG蛋白复合体。在TfALOG3存在的情况下，原本在核质中分布的TfBOP2蛋白被募集到核中。TfBOP2主要在花冠的近轴端表达，其突变体的花冠近轴端区域发育缺陷。通过对花冠不同区域形态特征进行观察，作者发现该因子调控了夏堇花冠的近远轴比率，通过影响花冠的色素分布、表皮分化以及花冠管融合等，最终介导了花冠近轴端的分化。通过进一步分析拟南芥同源基因BOP1/2双突变的表型，作者推论BOP因子参与花器官的近远轴分化或在真双子叶植物中具有相当的保守性。

该研究由中山大学农学院 苏诗豪副教授、广东省科学院南繁种业研究所 雷亚文博士和中山大学农学院 周煊硕士研究生共同完成， 苏诗豪副教授为论文的唯一通讯作者。此外，日本中部大学 Takamasa Suzuki教授、德国图宾根大学 肖威博士均参与了该论文的研究工作。特别感谢日本东京大学、名古屋大学 Tetsuya Higashiyama教授的多年以来的帮助和支持。

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