高粱(Sorghum bicolor)开花调控中基因与microRNA互作机制的解析及其农业应用价值

为解析高粱开花调控的分子机制，研究人员通过鉴定关键开花基因(SbFT-10、SbSPL-2/14、SbEHD-1)及其靶向miRNA(miR821/miR156/miR5565/miR5568e)，发现开花期基因表达显著上调而相关miRNA在营养期富集。该研究揭示了miRNA介导的转录后调控网络对高粱生殖发育的时序控制，为抗逆育种提供了新靶点。

　　

作为兼具抗旱性和生物能源价值的重要谷物，高粱(Sorghum bicolor)的开花时序直接影响其农艺性状。科研团队深入探究了微小核糖核酸(microRNA, miRNA)如何通过靶向调控关键开花基因来精确控制这一过程。

研究聚焦四个核心开花基因：FLOWERING LOCUS T同源基因(SbFT-10)、两个SQUAMOSA启动子结合蛋白类似基因(SbSPL-2和SbSPL-14)，以及早抽穗基因(SbEHD-1)。生物信息学预测显示这些基因分别受到miR821、miR156、miR5565和miR5568e的特异性调控。

通过逆转录PCR(RT-PCR)技术动态监测发现，在营养生长阶段，调控miRNA(miR156/miR5568e/miR5565/miR821d)呈现基础表达水平；而当植株进入开花期时，其靶基因表达量显著激增。这种此消彼长的表达模式揭示出miRNA如同"分子开关"，通过抑制营养期开花基因的过早表达，确保发育阶段有序转换。

该发现不仅阐明了高粱开花调控的层级网络，更为分子设计育种提供了理论依据——通过编辑特定miRNA或其靶基因，可精准调控作物开花时间以适应气候变化，这对保障粮食安全和可持续能源生产具有战略意义。