中国农业大学揭示黄瓜局部生长素分布和花器官发生的调控机制

2021 年2 月23 日，PNAS在线发表了中国农业大学眭晓蕾教授研究组和中国农业科学院蔬菜花卉所王长林完成的题为“Transcriptional control of local auxin distribution by the CsDFB1-CsPHB module regulates floral organogenesis in cucumber”的研究论文。该项研究揭示了CsDFB1-CsPHB 分子模块调控黄瓜局部生长素分布和花器官发生的分子机制。

该研究发现，黄瓜中的一个类半胱氨酸蛋白酶抑制剂蛋白CsDFB1（DEFORMED FLORAL BUD1）可作为转录调节因子调节黄瓜局部生长素的分布。CsDFB1 在花分生组织、花原基和维管系统中强烈表达。RNAi 介导的CsDFB1沉默会导致花器官和维管束数量显著增加，并伴随着生长素的明显积累。相反地，CsDFB1的过表达导致花器官数量显著减少，维管模式以及器官融合发生明显缺陷，同时生长素积累减少。

进一步研究发现，HD-ZIP III 转录因子CsPHB（PHABULOSA）与CsDFB1有着相同的表达模式，并且CsPHB 可与CsDFB1 发生互作。CsPHB的过表达增加了茎尖中生长素的积累，并诱导了类似于CsDFB1-RNAi 株系的表型。此外，CsPHB调控植物生长素生物合成基因YUCCA2和植物生长素外排载体PIN-FORMED1的表达，而CsDFB1 与CsPHB 互作减弱了CsPHB转录调控作用，因此在植物生长素的分布中起着举足轻重的作用。