中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所品質(zhì)分子改良課題組研究揭示番茄花序熱形態(tài)建成的新機(jī)制

　　花序分枝數(shù)量決定果實(shí)數(shù)目和大小，是決定番茄品種優(yōu)劣的重要指標(biāo)。高溫影響番茄花序形態(tài)的建成，但高溫是如何傳遞信號并影響花和花序分枝形成的研究仍然有限。近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所品質(zhì)分子改良課題組研究鑒定了數(shù)量性狀基因座qMULTIPLE INFORESSENCE BRANCH 2（qMIB2），它調(diào)節(jié)番茄（Solanum lycopersicum）的花序分枝以響應(yīng)高環(huán)境溫度。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然通訊（Nature Communications）》上。

 

　　研究者通過圖位克隆獲得一個(gè)調(diào)控番茄花序熱形態(tài)建成基因MIB2。在部分大果番茄品種中選擇無功能的mib2等位基因，可以保證在不同溫度下花序形態(tài)更穩(wěn)定，以保證果實(shí)更大、更均勻。MIB2基因編碼了一個(gè)擬南芥轉(zhuǎn)錄因子SPATULA的同源基因，該基因受高溫誘導(dǎo)并在分生組織中表達(dá)。染色質(zhì)免疫共沉淀結(jié)合測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)，MIB2通過識別保守的G-box基序，直接與其下游基因CONSTANS-Like1 （SlCOL1）的啟動(dòng)子結(jié)合，激活生殖分生組織中SlCOL1的表達(dá)。過表達(dá)SlCOL1可以挽救mib2突變體中花序分支數(shù)量減少的表型。該結(jié)果說明MIB2 - SlCOL1模塊可以幫助番茄花序適應(yīng)高溫，在番茄花序熱形態(tài)建成中起到調(diào)控作用。本研究為提高作物對高溫的適應(yīng)性和產(chǎn)量提供了新靶點(diǎn)。這是該團(tuán)隊(duì)繼MIB1（Horticulture Research, 2021, The Plant Cell，2023），TOE1（Plant Physiology，2023）后，在花序形態(tài)發(fā)育領(lǐng)域取得的又一重要進(jìn)展。

 

　　中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所副研究員孫帥和博士研究生劉志強(qiáng)為共同第一作者，崔霞研究員為該論文的通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（31930099）、國家自然科學(xué)基金國合重點(diǎn)項(xiàng)目（32120103010）、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 （2022YFF1003002）和國家自然科學(xué)基金青年基金（32102403）的資助 。

 

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　　https://www.nature.com/articles/s41467-024-45722-0