奥地利科学院 开花的拟南芥
信用:Shutterstock 奥地利科学院孟德尔分子植物生物学研究所和英国诺里奇的约翰·英尼斯中心的研究人员已经确定，早期胚胎阶段的基因调节机制控制着拟南芥发育后期的开花行为
这篇论文发表在《PNAS》杂志上
早期生命事件如何塑造生物体在生命后期对环境线索做出反应的能力？这样的现象能在机械论层面上解释吗？GMI研究小组的负责人和合著者迈克尔·诺丁用一句明确的话反驳了这些问题:“我们的研究表明，在早期胚胎中建立的基因调节机制可以预测在事件发生后很长时间内会产生重大生理后果的事件
" 如果春天能持续更长时间呢？ 发育阶段的转变由基因表达的精确定量调节控制
几十年来对拟南芥开花阻遏物FLC(开花位点C)的研究揭示了调节其表达水平的多种分子途径的参与，开花位点C是在受精后的植物胚胎中默认产生的
最终，这些途径汇聚到设定FLC表达水平，使得开花只在有利的环境线索下发生
换句话说，调节机制确保植物在开花前越冬，这一过程被称为“春化”，而不是一年多次开花(快速周期习惯)
然而，在特定发育阶段调控FLC表达的确切分子相互作用仍知之甚少
早期的人生决定会影响成年后的繁荣 GMI研究小组组长迈克尔·诺丁和英国诺威奇约翰·英尼斯中心研究小组组长卡罗琳·迪恩教授研究了FLC激活子FRIGIDA和阻遏子FCA在拟南芥胚胎发育特定阶段的拮抗功能
研究人员，包括第一作者迈克尔舍恩和合著者巴拉吉埃努古蒂博士
D
GMI诺丁小组的学生和博士后研究员分别揭开了决定开花行为的植物胚胎机制的秘密
也就是说，他们发现FCA促进了FLC基因转录起始位点附近的多聚腺嘌呤(多聚腺苷酸)尾的附着，从而产生了较短且无功能的FLC蛋白
另一方面，FRI促进了聚腺苷酸尾在FLC基因更下游的附着，从而产生了更长的功能性FLC
此外，研究小组发现，FRI对FCA的最大拮抗作用发生在胚胎发育的早期心脏阶段
因此，FRI导致FLC表达水平增加，并最终确保春化依赖(延迟)开花
为开花做准备 有了这些发现，研究人员表明FLC转录物以共转录的方式受到反调节(当基因被转录时)，并且这些效应发生在植物胚胎的早期发育阶段
此外，他们提出FLC拮抗剂FCA通过在早期胚胎发育阶段建立一种特定的染色质状态起作用，这种染色质状态随后诱导一种快速循环的开花习惯，而没有春化作用
另一方面，这种被抑制的染色质状态在心脏早期被FLC激活子FRI阻止，从而维持FLC高转录状态，这种状态持续到发育后期并导致越冬行为
“我们的发现表明，在一个非常特殊的发育阶段，共同转录调节因子的相反功能决定了FLC状态的数量表达，”GMI研究小组组长迈克尔·诺丁说
“了解生命早期建立的基因调控机制如何影响生命后期发生的过程是动物和植物普遍感兴趣的
我们的发现将会引起研究人员的兴趣，他们正在研究核糖核酸介导的和表观遗传的基因表达调控，以及控制发育阶段转变(包括开花时间)的机制
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
