中國科學院植物所等揭示長鏈非編碼RNA調(diào)控小麥春化作用介導小麥開花的新機制

　　冬小麥開花需要長時間環(huán)境低溫的誘導，該過程稱之為“春化作用”。這一過程受到外部環(huán)境因子和植物內(nèi)在發(fā)育狀態(tài)的雙重復雜精準的調(diào)控。冬小麥不同品種的春化特性與其產(chǎn)量直接相關(guān)。在六倍體小麥中，TaVRN1是受低溫誘導、可加速開花轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵調(diào)控因子。然而，目前對于在春化過程中TaVRN1逐步激活的分子機制尚不清楚。

 

　　中國科學院院士、中科院植物研究所研究員種康團隊發(fā)現(xiàn)，源自小麥VRN1基因的新長鏈非編碼RNA VAS能夠招募轉(zhuǎn)錄復合物RF2b-RF2a，使其與TaVRN1啟動子區(qū)結(jié)合，激活VRN1轉(zhuǎn)錄、促進開花。冬小麥春化之前，TaVRN1基因在一些蛋白質(zhì)的作用下于P2和I4的位置處形成loop環(huán)結(jié)構(gòu)，loop區(qū)域內(nèi)包含完整的非編碼RNA VAS（VRN Alternative Splicing）序列。春化處理初期莖環(huán)結(jié)構(gòu)的loop區(qū)能夠轉(zhuǎn)錄VAS，VAS可以招募TaRF2b-TaRF2a異源二聚體。春化后期TaVRN1莖環(huán)結(jié)構(gòu)打開，暴露出Sp1基序，利于TaRF2b-TaRF2a復合體結(jié)合在Sp1基序，促進TaVRN1正常轉(zhuǎn)錄本的產(chǎn)生，進而加速小麥開花轉(zhuǎn)變。研究揭示了小麥春化期間的調(diào)控新機制，并為作物育種的分子設計提供了新見解。

 

　　該成果于5月27日在線發(fā)表在Molecular Plant上。該研究由植物所研究員張文浩團隊、中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員高彩霞、肖軍團隊合作參與完成。植物所已畢業(yè)博士生許淑娟為論文第一作者，種康為通訊作者。相關(guān)工作得到國家自然科學基金和中國博士后科學基金的資助。

 

 

　　VAS作為長鏈非編碼RNA促進冬小麥開花