油菜等越冬一年生作物通常需要一段較長時間的低溫沉默FLC基因的表達從而起始開花,該過程叫做春化。
四川農業大學西南作物基因資源發掘與利用國家重點實驗室陸翔副教授在研究中發現冬油菜中,多個FLC基因的沉默并不是發生在冬季,而是發生在平均溫度10-15°C的秋季。氣候數據分析表明,冬季氣溫的增高,嚴重降低了油菜等越冬作物的產量。同時,進一步的研究顯示油菜在秋季經歷了成花轉變,并以花序分生組織的形式越冬,在春天完成成花發育。為了驗證冬季溫度對于油菜開花時間和產量調控的重要性,作者在氣候控制室和田間人工模擬了氣候變暖。氣溫的增加導致FLC基因表達量的升高、ABA含量的增加、細胞分裂減緩,嚴重推遲了油菜在春季的開花時間、降低了油菜產量。同時作者在資源群體中也鑒定到了對氣候變暖不敏感的FLC基因單倍體基因型,為培育適應氣候變暖的油菜新品種提供了基因資源。
相關研究成果論文“Winter warming post floral initiation delays flowering via bud dormancy activation and affects yield in a winter annual crop”發表在國際著名期刊PNAS (中科院1區Top, IF=12.779)雜志上,陸翔副教授和約翰·英納斯中心Carmel O'Neill為第一作者,約翰·英納斯中心Steven Penfield教授為論文通訊作者。
原文鏈接:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2204355119