茉莉酸(JA)及其信号途径在植物生长发育和胁迫响应中发挥关键作用,并参与调控开花时间。芥菜(Brassica juncea)作为一种重要的经济作物,其开花时间的精准调控对产量和品质至关重要。B-box(BBX)转录因子家族成员参与植物光形态建成、开花及胁迫响应,其中芥菜BjuBBX6同源基因功能尚不明确。NF-Y(Nuclear Factor Y)转录因子复合物(NF-YA/NF-YB/NF-YC)在植物开花调控中具有重要作用,它是否与BjuBBX6蛋白互作调节抽薹开花仍不清楚。JA信号通路的核心抑制因子JAZ蛋白(JASMONATE ZIM-DOMAIN)参与多种胁迫响应,但其与BBX6蛋白是否互作、以及如何响应JA调控芥菜开花的机制尚未被揭示。

学院汤青林教授团队近日在Plant Physiology杂志在线发表了题为“The BBX6-2–NF-YC4–JAZ1 complex mediates SOC1 activation to control jasmonate-responsive flowering time in Brassica juncea”的研究论文。该研究发现,BjuBBX6-2定位于细胞核并具有转录激活活性。外源喷施茉莉酸甲酯(MeJA)能显著加速BjuBBX6-2过表达植株的开花时间,表明BjuBBX6-2正向响应JA信号调控芥菜抽薹开花时间。通过酵母双杂交、双分子荧光互补和免疫共沉淀实验等证实,BjuBBX6-2与开花因子BjuNF-YC4发生体内外互作,且BjuNF-YC4与BjuNF-YB2/3互作;进一步的酵母单杂交、荧光素酶互补和凝胶阻滞等实验证明,BjuBBX6-2–BjuNF-YC4–BjuNF-YB2/3多蛋白复合体能直接结合到开花整合子BjuSOC1的启动子区域并激活其表达。同时,JA信号通路关键抑制因子BjuJAZ1被证实与BjuBBX6-2互作,并且该互作抑制了BjuBBX6-2对BjuSOC1的转录激活,从而在JA信号响应中形成一种精细的负反馈调节机制。

BjuBBX6-2与BjuNF-YC4及BjuNF-YB2/3形成蛋白复合物,通过直接激活BjuSOC1表达正向调控JA响应的开花时间;而BjuJAZ1通过与BjuBBX6-2互作抑制该激活作用,从而实现对开花时间的精确调控。该研究揭示了BBX6-2–NF-YC4–JAZ1蛋白模块整合JA信号调控开花的新机制,为芥菜开花时间遗传改良提供了新靶点。

学院汤青林教授为论文的通讯作者,在读博士生冯献君为本文第一作者,研究生李景飞、葛家兴、唐卓然等参与了研究。魏大勇副教授、王志敏副教授和邹家琪博士等参与了指导工作。
论文链接:
https://doi.org/10.1093/plphys/kiag063
(原文来源:莱肯生物)
初审:冯献君
复审:许淑雅 汤青林
终审:郭启高 王强