华中农业大学研究生院(华中农业大学研究生院官网)

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来源 | 植物生理Plant Physiol公众号

马铃薯是仅次于水稻、小麦和玉米的第四大粮食作物，在全世界150多个国家广泛种植。马铃薯起源于南美洲安第斯山脉中部西麓、濒临太平洋的秘鲁和玻利维亚区域。在其原产地，大多数种能在短日照和低温条件下结薯，在长期进化和选择的过程中， 栽培种马铃薯形成了长日照有利于开花和短日照有利于结薯的特性。马铃薯地下块茎既是收获器官又是繁殖器官，因其重要的经济价值，块茎生长发育研究一直是马铃薯研究的重要领域之一。同时，由于马铃薯块茎是由地下匍匐茎亚顶端膨大形成的营养变态器官，对马铃薯块茎生长发育的研究在营养变态器官发育理论研究中具有重要意义。

块茎形成、开花、叶片衰老等形态转变和植株生长周期的长度是马铃薯熟期综合征的主要组成部分，也称组成熟性的几个重要亚性状。马铃薯开花和结薯的时间是由光周期的季节性变化调节的，并且被认为是由FT-like基因 StSP3D和 StSP6A分别控制的。然而，这些几乎同时发生的形态转变之间的生物学关系仍然是未知的。

近日，农业农村部马铃薯生物学与生物技术重点实验室/华中农业大学宋波涛教授研究组在Plant Physiology在线发表了题为Transcription factor StABI5-like 1 binding to the FLOWERING LOCUS T homologs promotes early maturity in potato的研究论文，揭示了StABL1与FT-like蛋白互作调控马铃薯熟性的分子机制。

该研究发现脱落酸信号的转录因子StABI5 like 1（StABL1）作为 StSP3D和 StSP6A的一个互作因子，以14-3-3蛋白依赖的方式形成新的开花素激活复合体（aFAC）和结薯素激活复合体（aTAC）。StABL1的过量表达导致开花和块茎形成提前，生长周期短。通过mRNA转录组和 ChIP-seq分析，进一步证实了 Agamous-like 和 StGA2ox1等基因受到StABL1的调控。匍匐茎顶端的赤霉素含量分析表明赤霉素代谢发生了改变，这些改变与StGA2ox1过表达后匍匐茎顶端的赤霉素改变相一致，StABL1过表达的植株对赤霉素的结薯抑制作用不敏感。

综上所述，该研究结果表明，StABL1与 FT-like蛋白形成蛋白复合体协调马铃薯的熟性性状。因此在马铃薯育种领域，利用StABL1基因的特点有望缩短马铃薯的成熟时间，对马铃薯的种植区域扩张和采收上市时间均具有重要意义。

农业农村部马铃薯生物学与生物技术重点实验室/华中农业大学宋波涛教授为本文通讯作者，在读博士研究生景晟林为第一作者，华中农业大学谢从华教授和张飞教授对本研究和论文撰写方面提供了帮助和宝贵意见。本研究由国家自然科学基金(3161101332, 31971988)、财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系项目（CARS-09-P08）的资助。

团队简介:

华中农业大学马铃薯生物学与生物技术团队是国家蔬菜改良中心华中分中心、园艺植物生物学教育部重点实验室的重要组成部分，依托实验室2003年组建了湖北省马铃薯工程技术研究中心，2016年批准建立了农业农村部马铃薯生物学与生物技术重点实验室。目前在职教师8人，其中教授3人、副教授4人、高级农艺师1人，博士后3人，现有70余名博士和硕士研究生参与课题研究。课题组已经和正在进行包括马铃薯晚疫病、青枯病、病毒病、块茎形成、加工品质等方面的研究工作，与国际马铃薯研究中心、英国 James Hutton Institute、加拿大农业部马铃薯研究中心、美国威斯康星大学和荷兰瓦格宁根大学与研究中心具有长期良好的合作关系。

论文链接：

https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiac098/6544604

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