上海科学家研究花开机制：植物会告诉下一代要在春天开花

　　新民晚报讯（见习记者 郜阳）植物会响应冬季寒冷，并在春季气温上升后能“记住”其冬季低温经历。今天，《自然》杂志在线发表了中科院上海植物逆境生物学研究中心何跃辉研究组完成的“植物基因在胚胎发育早期的从头激活的分子与表观遗传机理（Embryonic epigenetic reprogramming by a pioneer transcription factor in plants）”的研究论文，揭示了开花后的胚胎发育早期擦除‘低温记忆’，激活FLC基因使下一代又需经历冬季低温才能在春季开花的分子机制。

图说：冬季低温调控植物开花时间的表观遗传机制 来源／中科院上海植物逆境生物学研究中心

　　去年12月，该研究组报道了模式开花植物拟南芥在幼苗期，如何利用长期低温（冬季）沉默开花抑制关键基因FLC的表达，并随后在常温维持其沉默（‘低温记忆’）的表观遗传机制，这一机理使植物能够在随后的春季开花（春化作用）。

　　春化作用是指某些植物必须经历一段时间的持续低温，才能由营养生长阶段转入生殖生长阶段的现象。解析植物如何感知低温时期，并在气温上升后“记住”低温经历以适时开花的分子机制，可确保植物避免在寒冷的冬季开花而在温暖的春季开花以有利于结实。该机制的解析与作物栽培季节的选择、跨地域的引种驯化等密切相关。

来源／视觉中国

　　本项研究发现了植物营养生长期的‘胚胎记忆’现象及调控这一现象的表观遗传机理。幼苗期的植株经历冬季低温后，FLC位点一直处于关闭状态，即使春季气温已回升，这种关闭状态一直持续到成年期开花。开花后、在胚胎发育早期FLC被重新激活; 此‘胎性’激活状态会传递到幼苗，这样就形成了苗期的‘胎性记忆’。因FLC在秋季的幼苗中处于激活状态，从而防止植物在过冬前或过冬时开花。

　　据介绍，这项研究同时阐述了胚胎中的基因激活如何传递到植物发育后期的表观遗传机理，是开花调控分子与遗传机制的重要突破。“将研究结果运用到农作物生产上，能提升农作物种子产量，对季节性花卉的培育也有重要意义。”何跃辉表示。这些研究结果可直接应用于油菜的开花时间调控，“冬油菜花期靠本项研究的同源基因调控，利用此次的研究机理可以控制冬油菜的开花时间，提高油菜籽的产量。”何跃辉说。