Mol Plant｜种康组揭示lncRNA调控小麦开花的新机制

本文转载自iPlants

冬小麦开花需要长时间低温环境的诱导，该过程称之为春化作用。这一过程受到外部环境因子和植物内在发育状态的双重复杂精准的调控。冬小麦不同品种的春化特性与其产量直接相关。在六倍体小麦中，TaVRN1是受低温诱导、可加速开花转换的关键调控因子。然而，目前对于在春化过程中TaVRN1逐步激活的分子机制尚不清楚。

2021年5月26日，中科院植物研究所种康院士团队在Molecular Plant发表了题为“A vernalization-induced long non-coding RNA VAS together with transcription factor TaRF2b activates TaVRN1 for flowering in hexaploid wheat”的文章。该研究发现源自小麦VRN1基因的新长链非编码RNA VAS能够招募转录复合物RF2b-RF2a，使其与TaVRN1启动子区结合，激活VRN1转录、促进开花(图 A)。研究揭示了小麦春化期间的调控新机制，并为作物育种的分子设计提供了新见解。

冬小麦春化之前，TaVRN1基因在一些蛋白质的作用下于P2和I4的位置处形成loop环结构，loop区域内包含完整的非编码RNA VAS (VRN Alternative Splicing)序列。春化处理初期茎环结构的 loop 区能够转录VAS，VAS可以招募 TaRF2b-TaRF2a 异源二聚体。春化后期 TaVRN1 茎环结构打开，暴露出 Sp1 基序，利于TaRF2b-TaRF2a复合体 结合在 Sp1 基序，促进 TaVRN1正常转录本的产生，进而加速小麦开花转变 (图 B)。

  图. VAS作为长链非编码RNA促进冬小麦开花
A. 转基因验证VAS对冬小麦KN199的开花促进作用；B. 春化过程中VAS调控TaVRN1转录的潜在模型。

该研究与中科院植物研究所张文浩研究员团队、中科院遗传发育所高彩霞研究员团队以及肖军研究员团队合作完成，中科院植物研究所已毕业博士生许淑娟为论文第一作者，种康院士为通讯作者。相关工作得到NSFC和中国博士后科学基金的资助。

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