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近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院西北旱區(qū)果樹(shù)發(fā)育生物學(xué)團(tuán)隊(duì)張東教授課題組在 Plant Physiology 在線發(fā)表了題為“FLOWERING LOCUS T1 and TERMINAL FLOWER1 regulatory networks mediate flowering initiation in apple”的研究論文，揭示了MdbHLH48-MdFT1/MdTFL1-MdWRKY6模塊調(diào)控蘋(píng)果花芽形成的新機(jī)制。

本研究發(fā)現(xiàn)在蘋(píng)果成花誘導(dǎo)階段MdFT1和MdTFL1表達(dá)模式呈現(xiàn)相反趨勢(shì)： MdFT1基因上調(diào)表達(dá)，而MdTFL1基因下調(diào)表達(dá)。分子互作實(shí)驗(yàn)證明MdFT1和 MdTFL1這兩個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄直接受到轉(zhuǎn)錄因子MdbHLH48的調(diào)控。在擬南芥和番茄中異源過(guò)表達(dá) MdbHLH48 促進(jìn)轉(zhuǎn)基因植物提前開(kāi)花。

有趣的是，MdbHLH48發(fā)揮雙重轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用，能夠直接結(jié)合并激活MdFT1轉(zhuǎn)錄而抑制MdTFL1基因轉(zhuǎn)錄。

據(jù)了解，蘋(píng)果成花過(guò)程一般持續(xù)兩個(gè)連續(xù)的季節(jié)，主要包括成花誘導(dǎo)、成花起始、花發(fā)育三個(gè)階段。其中，成花誘導(dǎo)過(guò)程是成花轉(zhuǎn)變最關(guān)鍵的階段，主要受環(huán)境因素（如日照長(zhǎng)度、環(huán)境溫度）及內(nèi)源信號(hào)（如植物年齡、激素水平和碳水化合物）等多種途徑精細(xì)調(diào)控。 FT ( FLOWERING LOCUS T )和 TFL1 ( TERMINAL FLOWER1 )是兩個(gè)成花關(guān)鍵基因，但是二者的功能截然相反，F(xiàn)T促進(jìn)成花，而TFL1抑制成花。FT和TFL1的內(nèi)在平衡對(duì)于決定芽分化的命運(yùn)（分化為葉芽或是花芽）起著至關(guān)重要的作用。然而，關(guān)于這種動(dòng)態(tài)平衡建立和維持的機(jī)制仍然知之甚少。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，MdFT1和MdTFL1能夠與MdWRKY6蛋白競(jìng)爭(zhēng)性相互作用，分別形成成花激活復(fù)合物和成花抑制復(fù)合物，進(jìn)而促進(jìn)和抑制下游靶基因 AFL1 （開(kāi)花整合基因 LFY 的同源基因）的表達(dá)，最終調(diào)節(jié)蘋(píng)果花芽的形成。

該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、陜西省科技重大專(zhuān)項(xiàng)、中國(guó)博士后科學(xué)基金、國(guó)家蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項(xiàng)目資助。

通訊員 左希亞 農(nóng)業(yè)科技報(bào)·中國(guó)農(nóng)科新聞網(wǎng)記者 李煜強(qiáng)