芒果SVP基因家族响应温度调控开花的功能表征与分子机制

本研究针对亚热带地区芒果开花受温度调控的关键科学问题，通过系统解析芒果SHORT VEGETATIVE PHASE (SVP)基因家族的功能特性，发现MiSVP1和MiSVP2通过结合MiFT1启动子CArG motifs形成SVP-FLC复合体，在13°C与22/31°C呈现相反的开花调控功能，揭示了SVP亚家族在温度响应通路中的分子开关作用，为热带果树花期精准调控提供理论依据。

　　

在亚热带水果之王芒果的种植中，温度就像一位神秘的指挥家，掌控着开花时间的节拍。虽然已知15-19°C的昼夜温差能促进芒果花芽分化，但为什么有些品种在缺乏低温的热带地区也能开花？这个谜题背后，SHORT VEGETATIVE PHASE (SVP)基因家族被认为是温度信号的"解码器"。先前研究发现，拟南芥中SVP能通过与FLOWERING LOCUS C (FLC)形成复合体来调控开花，但芒果这类热带果树的SVP却展现出独特的"双面性"——既能促进也能抑制开花，这种矛盾现象背后的分子机制一直未被揭示。

广西大学农学院的研究团队以特色品种'四季蜜'芒果为材料，展开了一场温度与基因的对话。他们发现五个MiSVP成员中，MiSVP1和MiSVP2如同温度感应器的两极：在13°C低温下，MiSVP1反常地促进开花而MiSVP2抑制开花，这与22°C和31°C时的功能完全相反。通过酵母单杂交(Y1H)和双荧光素酶报告系统，研究人员捕捉到这两个蛋白与MiFT1启动子CArG motifs的特异性结合，并首次证实MiSVP1仅能激活MiFT1a1亚型的表达。更精彩的是，团队发现了芒果特有的调控模式——MiSVP1/2与MiFLC形成的复合体，会像分子温度计一样通过改变结合构象来调控MiFT1的表达水平。这项发表于《Plant Physiology and Biochemistry》的研究，不仅破解了热带果树温度响应开花的分子密码，更为应对气候变化下的果树栽培提供了新思路。

关键技术包括：从广西大学资源圃获取芒果样本进行多组织表达谱分析；构建MiSVP1/2过表达拟南芥株系开展表型验证；采用酵母单杂交筛选互作DNA片段；通过双荧光素酶报告系统定量分析启动子活性；结合生物信息学预测蛋白质保守结构域。

【Identification and analysis of mango SVP family members】
基因组分析揭示芒果含五个SVP成员，均具有典型MIKC^C型基因特征。系统发育将MiSVP1/2聚类到不同分支，暗示功能分化。启动子顺式元件分析发现大量光周期和温度响应元件。

【Expression patterns of MiSVP genes】
qPCR显示MiSVP1/2在低温(13°C)处理下表达量显著高于其他成员，且在花芽分化期呈现组织特异性表达模式，茎尖中表达量最高。

【Functional characterization of MiSVP1 and MiSVP2】
转基因拟南芥实验证实温度依赖性功能逆转：13°C时MiSVP1过表达株系早花而MiSVP2株系晚花，高温条件下表型相反。分子检测发现其对拟南芥内源FT表达调控同样具有温度依赖性。

【Regulatory mechanism of MiSVP1 and MiSVP2】
Y1H和EMSA实验证实MiSVP1/2直接结合MiFT1启动子-196bp至-141bp区段。双荧光素酶报告系统显示MiSVP1特异性激活MiFT1a1表达，而MiSVP2普遍抑制所有MiFT1亚型。Co-IP实验发现MiSVP1/2与MiFLC形成异源二聚体。

【Discussion】
研究建立了芒果温度响应开花的"分子调温器"模型：在13°C时，MiSVP1-MiFLC复合体构象变化解除对MiFT1a1的抑制，而MiSVP2-MiFLC强化抑制其他MiFT1亚型；高温条件下，CRL3泛素化复合体可能介导SVP蛋白降解导致调控逆转。这种双因子拮抗调控机制，为解释热带果树在宽温域下的开花可塑性提供了新范式。

该发现不仅完善了木本植物温度信号转导理论，其揭示的CArG motifs特异性识别机制，更为设计温度响应型基因编辑靶点提供了分子蓝图。随着气候变化加剧，这种基于天然温度感应元件的调控策略，在稳定热带果树产业方面展现出重要应用前景。