要闻：安徽农业大学解密植物开花时间调控的“奥秘”

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澎湃教育网-中国教育信息网信(记者方梦宇通讯员曹雷)自然界植物开花时间迟早不同，到底有什么不可思议的力量控制着开花时间？ 科学家们一直在探索这个谜。

11月17日， 安徽农业大学生命科学学院植物抗逆育种与减灾国家地方联合工程实验室李培金课题组在nature-communication杂志上在线发表了《molecularvariationinafunctionallypergenthomologs 的time in arabidopsis thaliana”的研究论文揭示了拟南芥花期自然变异的控制新机制。

开花时间对植物的产量和质量有重要影响，通常每个植物都有最合适的花期，在此期间开花可以实现稳定的高产。 但是，花期提前或延迟会对产量产生不利影响。

比如玉米在开花期对高温异常敏感，7月份在高温天气下开花会导致雌雄花期不协调和授粉失败，严重时颗粒不收获，给农业生产带来重大损失。 因此，分析植物的开花机理对植物分子的辅助育种、提高作物产量有重要的现实意义。

frigida (fri )和flowering locus c(flc )是抑制植物开花的两个重要基因，两者在植物体内的表达水平高低决定了植物是否有春化的诉求。

例如冬小麦之所以需要过冬，是因为fri和flc的同源基因表达水平高，冬小麦的开花受到抑制，经过秋冬两季的低温，flc表达水平逐渐下降，直到明年春天随着气温上升，冬小麦开花得到结果 而且，只有在fri和flc共存的情况下，才能发挥抑制开花的功能，任何基因的缺失都会导致植物的早花。

李培金课题组定量分析了世界范围内102种拟南芥不同生态型flc基因的表达水平，通过全基因组相关降解技术筛选了花期控制重要基因ssf。 进一步的研究表明，ssf蛋白具有ssf414d和ssf414n两种变异类型，这两种蛋白由植物体广泛存在的蛋白质泛化修饰和降解系统识别，控制ssf蛋白水平的高低，抑制开花遗传

李培金解释说，ssf基因的两种变异类型惊人，414d主要存在于北方植物中，可以使植物晚花，适应北方寒冷气候。 414n主要存在于南方植物中，控制植物的早花，适应南方比较温和的生长环境。

在以往学术界的研究中，多次发现了ssf基因，但该基因是如何起作用的还不清楚，分子调控机制还不清楚，该研究成果首次应对了这个课题。

fca也是控制植物开花的代表性基因，至今为止进行了促进植物开花的研究，李培金发现ssf和fca作为同源基因具有相反的功能。

“通常，同源基因的功能相似，但ssf和fca相反，ssf控制植物的迟花，fca控制植物的早花。 ’李培金解释说。 另外，fca存在于双子叶和单子叶植物中，但ssf是只存在于双子叶植物中的有趣现象，也是植物进化研究的目的基因和良好的素材。

该研究成果深刻揭示了基因自然变异调控植物生育期的新机制，为植物分子育种提供了重要的基因资源和理论依据。 “自然变异是自然界自然发生的现象，阐明这一机制对作物育种很重要，可以使用以前流传下来的或分子育种手段培育和利用农作物”李培金说。

安徽农业大学级博士生王云鹤和生命科学学院教师陶珍是论文共同第一作者，李培金教授是通信作者，安徽农业大学是这篇论文第一通信机构。 这项事业得到了国家要点研究开发计划、国家自然科学基金和安徽农业大学高层次人才引进经费的资助。