多年生橡胶草(Taraxacum koksaghyz)春化过程中FLOWERING LOCUS T同源基因调控开花时间的分子机制研究

这篇研究揭示了俄罗斯蒲公英(Taraxacum koksaghyz)中三个FT(FLOWERING LOCUS T)同源基因(TkFT1-3)在春化依赖性开花调控中的独特作用。研究发现TkFT1促进非春化依赖性开花，而TkFT3在低温条件下特异性表达是春化依赖性开花的关键。该研究为理解多年生植物开花时间调控提供了新见解，对培育高产橡胶草品种具有重要指导意义。

　　

Highlight

本研究首次在草本植物中发现FT同源基因在低温条件下的特异性表达现象。TkFT3在春化过程中的独特表达模式为理解植物如何感知和响应低温提供了新视角。研究结果表明，TkFT1促进非春化依赖性开花，而TkFT3的表达则是春化依赖性开花所必需的。这些发现拓展了我们对FT基因功能多样性的认识。

Discussion

FT基因是开花调控网络中的核心枢纽，在不同物种中具有保守功能。在橡胶草中，我们发现：

1. 1.

   TkFT1和TkFT2在长日照条件下表达，而TkFT1在短日照条件下仅微弱表达

2. 2.

   低温处理会抑制TkFT1表达，但会特异性诱导TkFT3表达

3. 3.

   过表达实验证实TkFT1-3都能绕过春化需求促进开花

4. 4.

   TkFUL1和TkFUL2被鉴定为TkFT1-3的下游靶基因

这些结果与甜菜等作物中观察到的FT基因功能分化现象相呼应，但TkFT3的低温特异性表达模式是首次在草本植物中报道。研究还发现，FT基因可能通过调控FUL同源基因的表达来影响开花时间，这一机制在多种植物中可能具有保守性。

Conclusion

本研究系统阐明了T. koksaghyz中三个FT同源基因的时空表达特征和功能差异，特别是发现了TkFT3在春化过程中的独特表达模式。这些发现不仅丰富了我们对植物开花时间调控机制的理解，也为培育高产、早熟的橡胶草品种提供了分子靶点。研究建立的基因功能分析体系可为其他经济作物的开花调控研究提供参考。