Small Structures – 刘路课题组发表“FT与TFL1对植物开花时间与株型调控的研究进展”的综述论文

      植物感知各种外源环境因子和内源发育信号调节自身生长状态，从而适应不断变化外界环境。其中通过对开花时间和花序结构的调节，植物体达到最强的适应性，以提高繁殖成功率。研究表明，季节性成花转变和花原基确立的关键调控因素之一是磷脂酰乙醇胺结合蛋白（PEBP）基因家族成员FLOWERING LOCUS T （FT）和TERMINAL FLOWER 1 （TFL1）。FT作为开花素的主要成分之一，由叶片长距离运输到顶端分生组织诱导植物开花，促进植物的生殖生长。而其同源蛋白TFL1则起相反的作用，在分生组织中短距离运输，促进植物的营养生长。FT和TFL1的平衡对植物顶端分生组织的确定和非确定生长至关重要，调控植物叶芽分生组织和花芽分生组织的相互转变。对其他物种的研究表明，FT和TFL1调控模式非常保守，并在植物发育的各个时期都起着非常重要的作用。

      近日，Small Structures在线发表上海交通大学刘路课题组和新加坡国立大学俞皓课题组题为“Regulation by FLOWERING LOCUS T and TERMINAL FLOWER 1 in Flowering Time and Plant Architecture”的综述文章。本文系统探讨了FT和TFL1在模式生物拟南芥和一些作物中如何协同作用调控植物的开花时间和株型，总结了该领域最新的研究进展。

      该综述阐述了1）FT/TFL1表达调控的分子机制。FT的表达受到光照与外界温度的影响。光照条件分为光周期和光质，其中光周期对FT的调控主要通过CONSTANS (CO)实现，而光质可以介导光受体蛋白直接或间接的影响FT的表达水平。温度主要影响SHORT VEGETATIVE PHASE (SVP)-FLOWERING LOCUS M (FLM)蛋白复合体的形成、含有H2A.Z的核小体在染色体上的富集以及PHYTOCHROME INTERACTING FACTOR 4 (PIF4)对FT的激活。同时，表观遗传、转录后修饰等均可以影响FT的表达。TFL1的表达主要受到MADS-box蛋白的调控。此外，TFL1的表达还受外界环境的影响。2）FT/TFL1蛋白运输的分子机制。FT蛋白在叶片中合成并长距离运输到顶端分生组织诱导开花。FT由韧皮部伴胞向筛管的转运是通过FT INTERACTING PROTEIN 1 (FTIP1)介导的内质网运输以及由QKY与SYP121介导的内体囊泡运输为主要的两条平行运输体系，随后FT在维管系统的长距离运输主要受NaKR1影响。TFL1蛋白的运输距离相对较短，限制于茎尖顶端分生组织的内层细胞转运至外层细胞。TFL1的运输对于植物的开花时间与侧枝形成至关重要。最近还发现，TFL1在种子中也存在着短距离的运输并决定种子的大小。3）FT与TFL1协同作用调控植物的开花时间与株型。TFL1可以与FT竞争FD，进而调控下游基因的表达。因此，植株的主花序分生组织形成花分生组织亦或保持不确定状态，是由FT和TFL1的平衡调节。

      FT和TFL1是进化上非常保守的蛋白，因此本文所讨论的内容，不仅对研究植物开花时间和株型的基础科研工作具有参考价值，而且对利用植物成化素系统推动作物的遗传改良也具有一定借鉴意义。

刘路副教授为本论文的第一作者，刘路副教授和俞皓教授为论文的共同通讯作者。助理研究员玄立杰和博士研究生姜宇鹏也参与了该项工作。上海交通大学为本论文的第一单位。该项目得到上海市浦江人才计划项目（A类）、上海交通大学启动经费、国家自然科学基金、新加坡国立科研基金会、产业协调基金之科学技术基金（A*STAR）项目的资助。

      原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/sstr.202000125