上海生科院Science解析重要分子机制

　　来自中国科学院上海生命科学研究院的研究人员，在对多年生草本植物弯曲碎米荠(Cardamine flexuosa)的研究中揭示了年龄相关性春化作用的分子基础。相关论文“Molecular Basis of Age-Dependent Vernalization in Cardamine flexuosa”发表在5月31日的《科学》(Science)杂志上。

　　论文的通讯作者是中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态所的王佳伟(Jia-Wei Wang)研究员。其课题组主要研究方向是：对植物中非编码的RNA进行系统的功能分析。力图阐明这些调控RNA的产生机理和作用机制，以及它们的生物学功能。并探讨这些RNA在不同物种中的保守性和多样性，了解这些小分子调控物质的产生和演化。

　　开花是高等植物由营养生长向生殖生长的转变过程，是植物个体发育和后代繁衍的中心环节。这一发育的转变过程是通过植物体内部自身的发育条件和外部的环境因素共同决定的。温度、光照和年龄是影响植物开花的3个重要因素。

　　大多数冬性一年生或二年生植物需要一定时期的低温处理(通常为4℃,2-8周)，才能促进花芽形成和花器发育，这一过程叫做春化阶段，而使花卉通过春化阶段的这种低温刺激和处理过程则叫做春化作用(vernalization)。一般春化处理的最佳时期为植物的种子萌动期或营养生长初期，早5周的弯曲碎米荠则不能充分地响应低温刺激。

　　小分子RNA是一类非编码的RNA。它们在植物的生长发育中发挥着重要的调节作用。MicroRNA 156(miR156)是当前已知的一个植物年龄分子标记。miR156通过靶向一组SPL转录因子，调控着年龄依赖性的发育过渡。在拟南芥、玉蜀黍、白杨和碎米荠中，miR156的表达量随着植物年龄的增长而逐渐减少。此外，近来的研究证实，miR156可通过miR172来促进植物从幼态向成熟过渡。

　　在这篇文章中，研究人员确定两个年龄相关的miR156和miR172调控了碎米荠敏感响应春化作用的时间。他们证实年龄和春化信号通路通过调控促开花MADS-box基因CfSOC1的表达，协同调控了植物开花。由于春化作用和年龄信号通路虽然也在一年生拟南芥中起作用，这一物种却并没有显著年龄依赖性春化作用反应。年龄信号通路在碎米荠中相对较强的贡献，表明了物种特异性的抑制与诱导信号失衡决定了开花植物的生命周期策略。