SlCOL1和SlCOL2在番茄的光周期开花以及花序结构中扮演着双重角色

《Plant Physiology》：SlCOL1 and SlCOL2 play dual roles in photoperiodic flowering and inflorescence architecture in tomato

番茄SlCOL1/2通过抑制SP5G和激活AP2调控光周期开花及花器官结构，揭示双功能调控机制。

　　

摘要

植物的光周期开花过程将环境信号与内在信号通路整合在一起，其中CONSTANS（CO）基因家族在季节性适应中起核心调节作用。尽管在模式物种中对此已有广泛研究，但番茄中CO介导的光周期调控的分子机制仍大部分未被探索。在本研究中，通过对三个类似CO的番茄基因（SlCOL1/2/3）进行系统的功能分析，我们发现SlCOL1和SlCOL2通过直接结合并激活开花抑制因子SELF-PRUNING 5G（SP5G），从而发挥长日照特异性开花抑制作用。除了调控开花外，我们还发现SlCOL1/2通过转录激活分生组织中的APETALA2（AP2）基因家族成员，进而影响花序的构建。我们的研究揭示了一种双重调控机制：SlCOL1/2通过SP5G信号通路协调光周期依赖的开花时间，同时通过AP2介导的分生组织编程来调控花序的复杂性。这些结果不仅阐明了从祖先CO功能继承下来的保守光周期调控机制，还揭示了茄科植物在生殖适应方面的特异性创新。SlCOL1/2-SP5G/AP2模块的研究不仅加深了我们对光周期适应机制的理解，还为优化番茄的开花时间和花序结构提供了重要的研究靶点。