近期，Plant, Cell & Environment發(fā)表了中國科學(xué)院植物研究所林榮呈研究組題為The chromatin‐remodelling factor PICKLE interacts with CONSTANS to promote flowering in Arabidopsis的研究論文，揭示了染色質(zhì)重塑因子PICKLE (PKL) 在光周期介導(dǎo)開花中的重要作用。

營養(yǎng)生長向生殖生長的發(fā)育轉(zhuǎn)變是開花植物生命周期中的關(guān)鍵階段，這一發(fā)育轉(zhuǎn)變?cè)谶z傳上受到多個(gè)途徑的控制，從而將內(nèi)源發(fā)育信號(hào)和外源環(huán)境信號(hào)整合起來。許多植物，尤其是生長在高緯地區(qū)的植物，能精確監(jiān)測(cè)諸如日照長度這樣的季節(jié)信號(hào)，調(diào)控光周期開花過程。日照長度作為信號(hào)由葉片感知后誘導(dǎo)FLOWERING LOCUS T (FT) 在維管束的表達(dá)，FT編碼的成花素由葉片轉(zhuǎn)移至莖頂端分生組織。長日照下，FT被光周期輸出因子CONSTANS (CO) 在韌皮部于黃昏時(shí)（dusk）特異激活。可見，在FT特異的時(shí)空表達(dá)調(diào)控中，轉(zhuǎn)錄因子起著重要作用。最近的研究發(fā)現(xiàn)表觀遺傳因子通過改變FT位點(diǎn)組蛋白修飾水平，在CO激活FT的表達(dá)中發(fā)揮重要作用。然而，光周期變化是否造成FT染色質(zhì)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，從而塑造FT的表達(dá)？如果是這樣，這一狀態(tài)轉(zhuǎn)換過中發(fā)揮重要作用的染色質(zhì)調(diào)控因子是什么？ 

之前的研究發(fā)現(xiàn)，染色質(zhì)重塑因子PKL功能缺失突變體開花延遲，PKL激活LEAFY (LFY)以及GA響應(yīng)基因從而促進(jìn)開花。林榮呈研究組通過分析多個(gè)開花基因在pkl突變體中的表達(dá)后發(fā)現(xiàn)，PKL能夠正調(diào)控包括FT在內(nèi)的多個(gè)基因的表達(dá)。組織特異性分析表明，PKL在子葉和真葉中的葉脈中都有表達(dá)，暗示葉脈中表達(dá)的PKL可能特異在長日照結(jié)束時(shí)激活FT。PKL促進(jìn)了CO對(duì)FT位點(diǎn)的結(jié)合作用，PKL對(duì)FT染色質(zhì)的結(jié)合則依賴于光周期途徑。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，CO和PKL間存在遺傳和蛋白水平的互作，PKL突變衰減了CO對(duì)FT的激活作用。分析轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合FT的調(diào)控區(qū)域后發(fā)現(xiàn)，黃昏時(shí)，CO結(jié)合FT位點(diǎn)的兩個(gè)區(qū)域形成兩個(gè)染色質(zhì)“開放”區(qū)域，而在晚上（ZT24）該區(qū)域相對(duì)“關(guān)閉”。PKL突變導(dǎo)致該區(qū)域在黃昏和晚上都處于相對(duì)“關(guān)閉”狀態(tài)。因此，PKL對(duì)于光周期調(diào)控FT染色質(zhì)激活和抑制狀態(tài)的轉(zhuǎn)變是必需的。 

該研究發(fā)現(xiàn)FT的染色質(zhì)響應(yīng)光周期，黃昏時(shí)“開放”，表達(dá)激活；傍晚時(shí)“關(guān)閉”，表達(dá)抑制。染色質(zhì)重塑因子PKL通過改變FT染色質(zhì)狀態(tài)，有利于轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子CO接近FT位點(diǎn)，調(diào)控其轉(zhuǎn)錄。 

林榮呈研究組副研究員景艷軍為論文第一作者，林榮呈研究員為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和中科院青促會(huì)專項(xiàng)的資助。