蔬菜花卉所利用DNA去甲基化改良牡丹冬季成花质量

   近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所牡丹课题组在利用去甲基化调控牡丹冬季成花质量研究中取得重要进展，相关内容以“DNA demethylation induces tree peony flowering with a low deformity rate compared to gibberellin by inducing PsFT expression under forcing culture conditions”为题在线发表于《国际分子科学杂志》。

   牡丹 (Paeonia suffruticosa Andrews）是‘中国名片’级传统花卉，是促进乡村振兴和对外交流的重要媒介，具有重要的人文与经济价值。但牡丹花期短且相对集中，难以满足不同群体的观花需求，也严重阻碍了牡丹产业化发展。传统的牡丹冬季促成栽培大多采用赤霉素诱导成花，但该处理极易导致花朵畸形，影响牡丹观赏价值。

   项目组首先建立了一套基于DNA去甲基化试剂氮胞苷（5-azaC）处理诱导牡丹冬季成花的体系，发现该处理能够以较低的畸形率实现牡丹冬季成花诱导，且氮胞苷主要是通过降低牡丹的开花整合因子PsFT基因启动子区的甲基化，从而快速诱导该基因表达，实现开花诱导。进一步研究发现，在PsFT启动子一段369 bp的甲基化位点富集区域存在8个光响应元件；与之对应，氮胞苷处理显著诱导了植株光合效率；转录组数据分析也发现，排除赤霉素因素，仅受氮胞苷调控的58个基因全部定位于类囊体，而后者正是光合作用的主要场所。因此，氮胞苷处理可能通过部分执行或取代光信号实现成花诱导。

   本研究建立了新的冬季成花诱导体系，并初步探索了去甲基化调控牡丹成花的分子机制，为牡丹冬季成花技术提供新的思路与方法，具有重要的科学意义和广泛的应用前景。

图：左，氮胞苷与赤霉素处理成花诱导情况；右，PsFT启动子甲基化定量分析

图：PsFT启动子甲基化位点预测及光响应元件分析

   本研究以中国农业科学院蔬菜花卉研究所为第一完成单位和通讯单位。中国农业科学院蔬菜花卉研究所硕士生孙凯荣、博士生薛玉前为共同第一作者，薛璟祺副研究员、张秀新研究员为共同通讯作者。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家中药材产业技术体系等项目资助。（宣传信息员 薛璟祺）

原文链接：https://doi.org/10.3390/ijms23126632

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