我室张东教授团队揭示苹果成花起始调控新机制

近日，西北旱区果树发育生物学团队张东教授课题组在 Plant Physiology 在线发表了题为“ FLOWERING LOCUS T1 and TERMINAL FLOWER1 regulatory networks mediate flowering initiation in apple ”的研究论文，揭示了MdbHLH48-MdFT1/MdTFL1-MdWRKY6模块调控苹果花芽形成的新机制。左希亚博士后为论文第一作者，邢利博副教授和张东教授为论文的通讯作者。

苹果成花过程一般持续两个连续的季节，主要包括成花诱导、成花起始、花发育三个阶段。其中，成花诱导过程是成花转变最关键的阶段，主要受环境因素（如日照长度、环境温度）及内源信号（如植物年龄、激素水平和碳水化合物）等多种途径精细调控。 FT  ( FLOWERING LOCUS T )和 TFL1  ( TERMINAL FLOWER1 )是两个成花关键基因，但是二者的功能截然相反，FT促进成花，而TFL1抑制成花。FT和TFL1的内在平衡对于决定芽分化的命运（分化为叶芽或是花芽）起着至关重要的作用。然而，关于这种动态平衡建立和维持的机制仍然知之甚少。

本研究发现在苹果成花诱导阶段 MdFT1 和 MdTFL1 表达模式呈现相反趋势： MdFT1 基因上调表达，而 MdTFL1 基因下调表达。分子互作实验证明 MdFT1 和 MdTFL1 这两个基因的转录直接受到转录因子MdbHLH48的调控。在拟南芥和番茄中异源过表达 MdbHLH48 促进转基因植物提前开花。有趣的是，MdbHLH48发挥双重转录调控作用，能够直接结合并激活 MdFT1 转录，而抑制 MdTFL1 基因转录。进一步的研究发现，MdFT1和MdTFL1能够与MdWRKY6蛋白竞争性相互作用，分别形成成花激活复合物和成花抑制复合物，进而促进和抑制下游靶基因 AFL1 （开花整合基因 LFY 的同源基因）的表达，最终调节苹果花芽的形成。

综上，该研究揭示了MdbHLH48-MdFT1/MdTFL1-MdWRKY6模块对苹果成花诱导的精细调控，为理解其他果树的花芽形成机制提供了新的思路。

该研究得到了国家自然科学基金、陕西省科技重大专项、中国博士后科学基金、国家苹果产业技术体系等项目资助。

文章链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae086