近日，生命科学学院苏英华、张宪省教授团队在The Plant Cell杂志发表了题为“The RPT2a–MET1 axis regulates TERMINAL FLOWER1to control inflorescence meristem indeterminacy in Arabidopsis”的研究论文，报道了拟南芥26S蛋白酶体亚基RPT2a调控花序分生组织活性和花序构型的新机制，为作物遗传改良和作物分子设计育种提供了新思路和重要理论依据。
在广褒的大自然中，植物形态多种多样，但从植物分类角度来看则乱中有序。植物的花序结构通常可以分为几个有限的类型，如十字花科成员拟南芥和卷心菜等表现出无限花序结构，而茄科物种如番茄或马铃薯表现出有限花序。花序的构型直接影响花和种子的数量，是作物驯化和遗传改良的重要性状，对植物的繁衍和作物产量至关重要。不同的花序结构与花序分生组织维持能力有关，TERMINAL FLOWER1（TFL1）表达的精确调控对于花序结构和花序分生组织活性的调节至关重要。然而，调控TFL1表达的确切机制仍有待研究。
该研究发现拟南芥26S蛋白酶体亚基RPT2a的突变导致拟南芥花序分生组织维持能力减弱，出现“之”字形有限花序的表型。进一步研究发现，在rpt2a-2突变体花序中，花序分生组织特征基因TFL1的表达水平显著降低可能是导致花序发育异常的原因。通过蛋白质组学分析发现，rpt2a-2突变体花序中DNA甲基转移酶MET1的水平显著上调；同时生化实验证实，RPT2a能够直接和MET1蛋白互作并降解MET1，而MET1能够通过调控TFL1基因启动子的DNA甲基化水平影响TFL1基因的表达。综上所述，RPT2a通过26S蛋白酶体途径调控DNA甲基转移酶MET1的蛋白水平，进而调控花序分生组织特征基因TFL1的DNA甲基化水平，影响其在花序分生组织中的表达水平，最终调节拟南芥花序分生组织活性和花序构型。
图1. RPT2a突变导致拟南芥出现有限的“之”字形花序
图2. RPT2a通过降解MET1维持花序分生组织特征基因TFL1的表达
苏英华教授为该论文的通讯作者，课题组博士后姚汪劲松和博士研究生王艺鹏为共同第一作者，山东农业大学的张宪省教授和德国弗莱堡大学的Thomas Laux教授参与了该项研究的指导工作。该研究得到了国家自然科学基金项目和山东省自然科学基金项目的资助。
编 辑：万 千
审 核：贾 波
