华南农业大学揭示生物钟核心组分MtLUX调控蒺藜苜蓿分枝的分子机制

以下文章来源于The Crop Journal ，作者编辑部

生物钟是生物体在长期进化过程中形成的一种内源性计时机制，可以感受并预测外界环境的周期性变化，提前调整生物体生命活动以适应外界变化，使其内在节律与外界环境变化达到时空上的同步，最大限度地利用光热条件，增强竞争优势。植物生物钟可以影响几乎所有的生长发育和新陈代谢过程，包括开花、抗寒抗旱、抗病、生物量等重要农艺性状。但是，有关生物钟影响植物分枝/分蘖的研究鲜有报道，目前仅在单子叶植物水稻中发现，生物钟核心组分OsCCA1可以激活OsTB1的表达从而影响分蘖。

近日，华南农业大学黄巍课题组在The Crop Journal在线发表了题为“Core clock component MtLUX controls shoot architecture through repression of MtTB1/MtTCP1A in Medicago truncatula”的研究论文，以豆科模式植物蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）为研究材料，对生物钟核心基因MtLUX调控蒺藜苜蓿分枝的分子机制进行研究。

研究者发现，mtlux突变体中，植株主茎增高，侧枝变短，侧枝数减少，生物量产量降低（图1）。MtLUX可抑制独角金内酯信号途径关键基因MtD14和分枝核心基因MtTB1/MtTCP1的表达。ChIP-qPCR和EMSA试验进一步发现，MtLUX可直接结合MtTB1/MtTCP1基因启动子区域的顺式元件，节律性地抑制MtTB1/MtTCP1基因的表达，从而调控分枝（图2和图3）。这与OsCCA1促进OsTB1的表达相反。说明单、双子叶植物中，生物钟都参与调控分枝/分蘖，但这些生物钟核心组分可能形成一个复杂的调控网络，在一天中的不同时间抑制/促进分枝/分蘖，或者这些组分相互影响相互制约形成植物分枝/分蘖的稳态发育。该研究结果进一步加深了对生物钟影响植物分枝/分蘖的理解。此外，蒺藜苜蓿是一种重要的豆科牧草，也是豆科模式植物，研究结果对豆科植物高产育种也具有重要参考意义。

作者和基金项目

华南农业大学已毕业博士研究生王丽平和已毕业硕士研究生周安琪为该文共同第一作者，华南农业大学黄巍教授和葛良法教授为共同通信作者，广西大学金健教授为该研究提供了支持。该研究得到岭南现代农业科学与技术广东省实验室基金（NZ2021001）和广东省自然科学基金（2022A1515011027，2019A1515012009）等项目的支持。

本文转载自The Crop Journal

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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