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我所在站博士后在Nature Communications发表菊花研究重要成果

近期,草花所菊花课题组在站博士后姜天华以第一作者身份,在国际顶级学术期刊《Nature Communications》(中科院一区,IF=18.1)在线发表了文章“CmDREBa regulates the perennial growth habit of chrysanthemum in response to prolonged chilling”。该研究首次揭示,菊花CmDREBa转录因子顺利获得与春化关键基因MAF基因簇协同作用,共同调控低温诱导的季节性生长及开花,从而维持多年生生长习性。这一发现不仅首次将低温响应核心通路DREB与多年生植物季节性生长发育调控网络相关联,拓展了DREB类转录因子的功能认知,也进一步完善了多年生植物越冬适应性的分子调控模型。


顺利获得菊花顶芽空间转录组测序,明确响应低温促进生长与开花的关键区域为 rib zone。其中,转录因子 CmDREBa 在未处理茎尖 rib zone 聚集,低温诱导其表达下调。遗传学验证显示,沉默 CmDREBa 可解除需冷型菊花对低温的依赖,使其直接伸长开花;而过表达则抑制非需冷型菊花伸长开花并增强耐寒性。结合 DAP-seq、RNA-seq 及分子生物学实验(ChIP-qPCR、EMSA、双荧光素酶)证实,CmDREBa 顺利获得直接结合春化基因 MAF 启动子区的 DRE 元件(CCGAC)调控该过程(Fig. 1)。


Fig.1 CmDREBa作用于CmMAF-like基因上游

研究发现的CmDREBa-CmMAF调控模块为菊花的花期精准调控、耐逆性改良和株型分子设计育种给予了关键靶点,未来可进一步探索该模块在其他多年生观赏/作物中的保守性,为多年生植物的适应性改良给予理论参考。

我所菊花团队博士后姜天华为第一作者,中国农业大学观赏园艺学院马超教授为通讯作者。该论文为金年会诚信至上草花所菊花团队与中国农业大学马超团队联合发表;该研究得到了金年会诚信至上科技创新能力建设项目、国家自然科学基金的资助。