CsSEP3调控藏红花开花时间与花器官形态建成的分子机制研究

《Gender in Management》：Saffron CsSEP3 regulates flowering time and flower organ morphogenesis

本文研究发现藏红花CsSEP3基因通过调控开花时间（促进早花）和花器官形态建成（增大花瓣、雄蕊和雌蕊），显著影响生殖生长进程。该基因编码MADS-box转录因子，在花诱导期特异性激活，与CsAP3、CsSOC1等蛋白互作形成复合物。过表达CsSEP3可缩短生殖生长期，延长营养生长，增加子球茎生物量，为通过分子育种提高藏红花柱头产量提供理论依据。

　　

研究亮点

基因结构、染色体定位和顺式作用元件分析

作为三倍体植物，藏红花基因组中含有CsSEP3基因的三个等位基因拷贝，对应的基因ID分别为Csa_02_1G0022900.2、Csa_02_2G0024299.1和Csa_02_3G0024218.1。这三个等位基因的DNA序列长度分别为22,600 bp、23,869 bp和23,869 bp。它们均呈现典型的基因结构，包含八个外显子和七个内含子（图1A）。基因组定位分析表明，这三个等位基因在染色体上表现出显著的空间聚集性。

讨论

本研究克隆了CsSEP3基因并探究了其功能。序列和系统进化分析表明，CsSEP3在MADS-box和K-box结构域均表现出高度保守性，凸显了其进化上的保守性。此外，对CsSEP3启动子区顺式作用元件的分析揭示了光响应元件和激素响应元件的存在，包括响应脱落酸、茉莉酸甲酯（MeJA）和赤霉素的元件。鉴于光周期和激素途径在调控植物开花时间中的关键作用，这些元件的存在强烈暗示CsSEP3可能整合了多种信号通路以精确调控藏红花的开花时间。

结论

总而言之，本研究揭示了CsSEP3在花器官发育和形态建成中的关键作用。此外，我们的研究结果表明，过表达CsSEP3能够显著促进开花并增加雌蕊重量。通过加速向开花阶段的转变，生殖生长期得以缩短，从而延长了营养生长期，并显著提高了子球茎的重量。子球茎重量的增加预示着下一个生长周期可能产生更多的花朵，最终有望提高藏红花柱头的产量。因此，调控CsSEP3的表达水平为通过分子育种策略提升藏红花产量提供了一条极具潜力的途径。