Hortic Res | 华南农业大学陈日远教授团队在BraRGL1调控菜心抽薹和开花的分子机理研究中取得进展

菜心为十字花科芸薹属芸薹种白菜亚种中的一个变种，是我国华南地区特产和重要的蔬菜。菜心的产品器官是菜薹，其发育状况直接决定了菜心的产量和品质。然而有关菜心菜薹（薹茎）发育的分子机制尚不清楚。菜薹形成过程中受一系列激素信号的调控，其中主要是赤霉素（GA）。DELLA蛋白作为GA信号转导的重要负调控因子，对薹茎发育起重要作用。

2023年6月，Horticulture Research上线了（Advance Access）华南农业大学陈日远教授团队题为 Role of BraRGL1 in regulation of Brassica rapa bolting and flowering 的研究论文。

该研究利用CRISPR/Cas9基因编辑系统对菜心BraPDS（八氢番茄红素脱氢酶）和BraRGL1（关键DELLA蛋白）基因进行高效和可遗传诱变。菜心BraRGL1功能缺失突变体的花芽分化和抽薹时间显著提前，GA调控蛋白（BraGASA6）、开花相关基因（BraSOC1、BraLFY）、扩展蛋白（BraEXPA11）和木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶（BraXTH3）基因的表达显著上调。BraRGL1过表达植株表现出相反表型。BraRGL1突变体对GA信号更加敏感。此外，BraRGL1与BraSOC1相互作用，外源GA3处理后相互作用强度降低。BraRGL1抑制了BraSOC1对BraXTH3和BraLFY基因的转录激活能力，而GA3的存在增强了BraSOC1的转录激活能力，表明BraRGL1-BraSOC1模块通过GA信号转导途径调控菜心的抽薹和开花。因此，在GA3存在下，BraRGL1被降解，BraSOC1被释放，通过上调BraXTH3和BraLFY的表达，从而调控菜心抽薹和开花（图1）。这些发现提高了我们对菜心抽薹和开花调控机制的认识。此外，菜心BraRGL1突变体在不影响薹茎质量的情况下促进了花芽分化，因此BraRGL1可作为菜心早熟品种分子育种的有价值靶点，为调控这一重要性状的育种策略提供了科学依据。

图1 BraRGL1通过介导GA信号转导通路调控菜心抽薹和开花的分子模式图

华南农业大学园艺学院陈日远教授、宋世威教授和苏蔚高级实验师为论文共同通讯作者，博士生王俞丹为论文第一作者。近年来陈日远教授团队在菜心的菜薹发育、花芽分化、激素与养分调控等方面取得了诸多研究成果。该研究得到了国家自然科学基金（32072656、31972481）、广东省重点领域研发计划项目（2020B0202010006）以及国家现代农业产业技术体系专项资金资助（CARS-23-B11）。

文章链接：

‍https://doi.org/10.1093/hr/uhad119

转自：“园艺研究”微信公众号

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