综述推荐 | 开花素家族蛋白对植物和作物发育调控的最新进展
朱杨 PlantReports 2月5日
根据上个世纪初的文献记载，植物学家们已经发现，因季节改变而变化的昼夜长短能够影响植物生育期长短，即光周期现象。营养和生殖生长是植物发育的两个重要阶段，对生物质积累，植株形态，果实品质和产量都有显著影响。经过几代科学家的努力，成花素基因FLOWERING LOCUS T (FT) 是目前公认的感知光周期的关键基因，也是决定是否进入生殖生长的重要遗传因子。FT蛋白属于人体中也存在的磷脂酰乙醇胺结合蛋白(Phosphatidyl Ethanolamine-Binding Protein, PEBP)家族，在开花植物中广泛存在，氨基酸序列保守。近20年，科学研究不断取得突破，发现FT在其他重要发育阶段也有举足轻重的功能，如花序结构、腋芽休眠和块茎形成等。
PEBP基因家族中成员数量不多，但是功能十分重要，按照功能上分有FT 、TERMINAL FLOWER 1 (TFL1) 和MOTHER OF FT AND TFL1 (MFT) 三个分支。其中TFL1跟FT功能相反，主要在营养型分生组织中存在，因此如何平衡TFL1和FT的功能对植物向营养还是生殖发育起到不可逆的影响。MFT表达特异性很强，主要在种子和根部，因此对种子发育和休眠有关键作用。
本文以近三年研究PEBP基因家族功能的文章为重点，梳理了其在模式植物和经济作物中新突破的分子调控机制，展望了相关农业应用前景，并提出了领域内和交叉领域中未来的重要研究方向。由于综述里信息量庞大，下面用图说话，把重点简单罗列一下
TFL1和FT的拮抗分子机制，不仅与地上部分花序形成有关，而且对马铃薯地下块茎发育有直接影响。通过大规模的测序和已知重要下游基因功能分析，发现TFL1和FT共享多条激素通路中的重要靶标基因。蛋白量FT>> TFL1时，顶端分生组织变成顶生花结构，马铃薯块茎化迅速。TFL1>> FT时，植物趋向于营养生长。当FT和TFL1达到内在平衡时，营养和生殖生长处于相对优化状态。
PEBP基因家族在不同植物中的新发现。（A）腋芽休眠与生长的分子机制是FT和TFL1拮抗作用的又一体现。拟南芥中FT和转录因子FD复合体，响应诱导性光周期，克服了TFL1-FD对分支生长的抑制，通过上调SMXL基因实现腋芽生长。与FT2-FDL1相反，低温和短日照通过TFL1抑制杨树AP1 / FUL / CAL同源基因LAP1促进叶芽休眠。（B）马铃薯叶片中合成的FT同源物StSP6A促进糖转运，帮助块茎形成。（C）TFL1和MFT影响种子发育和萌发过程与脱落酸途径中ABI5密切相关。
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原文链接：
https://doi.org/10.1093/jxb/eraa598
