梨是我國第三大水果樹種,栽培面積和產量均占世界的70%左右。花芽分化是梨產量形成的決定性因素,不同梨品種花芽分化能力差異顯著,例如庫爾勒香梨等新疆梨品種花芽分化能力相對較弱,但是潛在的分子機制并不清楚。
近日,南京農業大學作物遺傳與種質創新利用全國重點實驗室梨創新團隊在著名期刊The Plant Cell發表了題為“Reciprocal regulation of flower induction by ELF3αand ELF3β generated via alternative promoter usage”的研究論文(https://doi.org/10.1093/plcell/koad067),揭示了ELF3基因的可變啟動子調控花芽分化的分子機制。
該研究發現,ELF3基因具有可變啟動的特性,能夠編碼ELF3α和ELF3β兩種轉錄本。ELF3β與ELF3α結合形成聚合體后,抑制ELF3α-LUX轉錄調控復合體的功能,進而促進花芽分化。同時,在蘋果、大豆、番茄和擬南芥等物種中也鑒定到ELF3β轉錄本,表明ELF3基因的可變啟動調控機制可能廣泛存在于在植物界。研究結果進一步豐富了對梨花芽分化分子調控機制的認知,相關研究結果也授權了發明專利,為梨育種提供了可靠的分子標記。
南京農業大學副教授王鵬、鐘山青年研究員李玉、博士后劉哲和碩士生李旭涵為論文共同第一作者,南京農業大學吳巨友教授為論文通訊作者。河北農林科學院石家莊果樹研究所王迎濤研究員和李曉研究員、南京農業大學張紹鈴教授、許冬青教授、李超教授、李姍教授、王長泉教授和顧婷婷副教授等也參與了本研究。
該工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金、江蘇省自主創新資金和國家梨產業技術體系等項目資助。