玫瑰开花时间调控新机制：RhSPL4-RhPRR5L模块通过昼夜节律通路正向调控开花时间

为解决玫瑰开花时间调控机制不清的问题，中国农业大学研究人员通过构建RhSPL4过表达和沉默株系，结合转录组分析和分子互作验证，发现RhSPL4通过直接激活RhPRR5L表达正向调控开花时间。该研究揭示了SPL-PRR调控模块在园艺作物开花时间控制中的新机制，为玫瑰花期精准调控提供了分子靶点。

　　

玫瑰作为重要的观赏和经济作物，其开花时间的精准控制直接关系到市场价值。然而，目前对玫瑰开花调控的分子机制仍知之甚少，特别是SPL转录因子家族成员在玫瑰开花时间调控中的作用尚未明确。开花是植物从营养生长转向生殖生长的关键发育转换，受光周期、温度、激素等多重信号通路调控。在模式植物拟南芥中，SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-LIKE（SPL）家族成员如SPL3/4/5通过激活开花整合因子LFY、AP1等促进开花，但SPL4在玫瑰中的功能及其下游靶基因仍待解析。

中国农业大学观赏园艺系/北京市观赏作物发育与品质调控重点实验室的研究团队在《Horticultural Plant Journal》发表研究，通过构建RhSPL4过表达（RhSPL4-OE）和病毒诱导基因沉默（VIGS）株系，结合转录组测序（RNA-seq）和分子互作验证，系统解析了RhSPL4-RhPRR5L模块调控玫瑰开花时间的分子机制。

研究人员主要采用以下关键技术：1）通过农杆菌介导的遗传转化获得RhSPL4-OE转基因玫瑰；2）利用VIGS技术构建RhSPL4和RhPRR5L沉默株系；3）基于RNA-seq筛选下游差异表达基因并进行KEGG通路富集分析；4）通过酵母单杂交（Y1H）、染色质免疫沉淀-qPCR（ChIP-qPCR）、电泳迁移率变动分析（EMSA）和双荧光素酶报告系统验证RhSPL4与RhPRR5L启动子的直接互作。

研究结果主要包括：

3.1 RhSPL4正向调控玫瑰开花时间

通过qRT-PCR发现RhSPL4在玫瑰营养生长向生殖生长转换过程中表达量逐渐升高。沉默RhSPL4使开花时间延迟4.8天，而过表达株系开花时间显著提前14-18天，表明RhSPL4是调控开花时间的关键因子。

3.2 RhSPL4调控昼夜节律通路基因

RNA-seq分析发现RhSPL4-OE与野生型之间存在1,678个差异表达基因，KEGG富集显示这些基因显著富集于昼夜节律通路。qRT-PCR验证发现Rh1BG419000（后命名为RhPRR5L）等核心节律基因表达显著变化。

3.3 RhSPL4直接激活RhPRR5L表达

Y1H和ChIP-qPCR证实RhSPL4特异性结合RhPRR5L启动子-478至-441 bp区域。EMSA进一步验证结合活性，双荧光素酶实验显示RhSPL4可激活RhPRR5L启动子活性达4倍。

3.4 沉默RhPRR5L延迟开花

VIGS沉默RhPRR5L导致开花延迟5.8天，表型与RhSPL4沉默株相似，证实RhPRR5L是RhSPL4调控开花的下游关键靶基因。

该研究首次在玫瑰中发现RhSPL4通过直接激活RhPRR5L表达来正向调控开花时间，揭示了SPL-PRR模块在园艺作物开花调控中的新机制。RhPRR5L作为昼夜节律核心组分PRR家族成员，其表达受RhSPL4直接调控，这一发现将年龄途径（SPL）与昼夜节律系统（PRR）联系起来，丰富了植物开花调控网络的理论框架。研究成果为玫瑰等观赏作物的花期分子育种提供了重要靶点，对实现花卉产业的精准花期调控具有重要应用价值。