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关注 | 我校戴思兰教授课题组发现CRY2介导光周期信号调控甘菊成花转变

来源：花匠小妙招时间：2024-11-05 18:27

近日，Horticulture Research在线发表北京林业大学戴思兰教授课题组题为“ClCRY2 facilitates floral transition in Chrysanthemum lavandulifolium by affecting the tranion of circadian clock-relatedgenes under short-day photoperiods”的研究论文。研究发现，短日照条件下ClCRY2能够通过调控昼夜节律钟相关组分的转录促进菊花成花转变。

菊花（Chrysanthemum × morifolium Ramat.）被誉为“东方之花”，在世界花卉市场上占有重要的份额。适时开花对菊花的周年生产和经济价值的实现十分重要。

菊花是专性的短日照植物，因此在实际生产中主要使用调整光周期的方式调控菊花的开花期，但这一方法费工耗时，成本很高。在临界光周期确定的前提下，成熟态菊花成花的关键在于其响应短日照诱导的敏感性。快速响应短日照诱导开花的菊花品种可以极大地降低生产成本。因此从分子水平上解析菊花响应短日照信号成花的作用机制至关重要。

通过对高等植物响应光周期信号的成花机制进行分析发现，隐花色素（Cryptochrome, CRY）在特异地识别诱导型光周期信号调控成花上发挥了重要作用。通过操纵菊花的隐花色素基因改变其对光周期的响应特性具有重要的实际意义。目前关于植物隐花色素的研究多集中在隐花色素对CO（CONSTANS）蛋白以及FT（FLOWERING LOCUS T）基因的直接调控途径上，关于隐花色素通过调控昼夜节律钟相关基因表达进而影响成花转变的机制还不清楚。

ClCRY2介导光周期信号调控甘菊成花转变的作用模型

注：红色标志的基因代表上调表达的基因；

灰色标志的基因代表下调表达的基因

该团队最新研究结果发现，过表达ClCRY2的转基因甘菊对短日照诱导的敏感性提高。

在短日照条件（12 h 光照/12 h 黑暗）下，过表达ClCRY2基因的转基因甘菊株系比野生型提前11~15.6 d开花。通过对野生型和转基因植株中昼夜节律钟相关组分和成花关键因子（CO和FT相关基因）的转录水平进行比较分析，作者最终刻画出甘菊ClCRY2介导光周期信号调控成花转变的作用模型：甘菊依赖叶片中的ClCRY2识别外界环境中的短日照信号，ClCRY2通过诱导昼夜节律钟相关基因（ClPRR5、ClZTL、ClFKF1、ClGI-1和ClGI-2）的表达，上调ClCOLs基因（ClCOL1、ClCOL4和ClCOL5）的表达，并诱导ClFT1高丰度表达，最终促进甘菊提前开花。

这一研究为改良菊花响应短日照诱导的敏感性奠定了理论基础。

戴思兰教授课题组多年来集中对菊花开展了全面的研究。从种质资源收集和保育、历史文化研究到花色、开花期和头状花序发育等观赏品质形成机理、品种改良的技术和方法以及产业化生产技术等开展了一系列富有成效的工作。

-bjfu1952-

作者 | 杨立文戴思兰

执行编辑 | 郁涵大虾

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