近期，我校bat365在线平台登录吴刚教授课题组在Nature子刊Nature Communications和国际植物学知名杂志Journal of Experimental Botany上分别发表了题为“Coordinated regulation of vegetative phase change by brassinosteroids and the age pathway in Arabidopsis”和“Genome-wide association study identifies a novel BMI1A QTL allele that confers FLC expression diversity in Arabidopsis thaliana”的研究论文，分别揭示了油菜素内酯调节植物幼年向成年阶段转变的分子机制和BMI1A调控植物开花环境适应性的分子遗传基础。
植物幼年向成年阶段（营养生长阶段）转变是一个植物生命周期中重要的发育进程。该发育进程影响植物开花、株型建成、次生代谢产物积累以及植物对生物和非生物胁迫响应等一系列重要的生理生化过程。吴刚教授在美国宾夕法尼亚大学Scott Poethig 教授实验室开展博士后研究期间，发现miR156-SPL途径是调控植物营养生长阶段转变的主控途径（Wu et al., 2009, Cell），且miR156序列和功能在植物中高度保守。后续研究表明，该调控途径参与调控植物多种重要的生长发育过程以及对外界环境条件的响应。目前对miR156-SPL途径上下游调控机制的研究已成为该领域的研究热点。以往研究发现，植物激素赤霉素(GA),茉莉酸(JA)和细胞分裂素(CK)通过影响miR156-SPL信号通路的一些基因表达来调控植物营养生长阶段转变。然而，其他植物激素是否在植物营养生长阶段转变过程中发挥作用尚不清楚。
本研究利用正向遗传学筛选到的影响油菜素内酯(BR)生物合成基因DWARF5的功能缺失突变体dwf5为研究材料，发现dwf5延迟营养生长阶段转变。遗传分析表明，SPL9和miR172水平的降低以及TOE1蛋白的相应增加是导致dwf5表型缺陷的主要原因。生化实验表明，BR信号抑制因子糖原合成酶激酶BIN2直接与SPL9和TOE1蛋白互作，并对它们进行磷酸化修饰导致其蛋白降解。因此，油菜素内酯通过同时稳定SPL9和TOE1蛋白，参与到miR156-SPL途径来协同调控植物营养生长阶段转变。该研究结果揭示了BR在调控植物营养生长阶段转变过程中的新功能及其分子机制，为今后利用BR和miR156-SPL途径改良作物和林木的相关农艺及经济性状提供了理论基础。
本论文以bat365在线平台官网为唯一通讯单位，bat365在线平台官网和吉林大学联合培养博士生周冰莹和罗清为该论文共同第一作者，bat365在线平台登录吴刚教授和冯圣军副教授为论文共同通讯作者。吴刚教授团队硕士研究生沈阳辉、卫靓、宋夏、廖杭倩，南京农业大学蒋明义教授、倪岚副教授、沈涛博士、吉林大学都兴林教授和韩俊友教授参与了该研究。该研究工作得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金和bat365在线平台官网人才启动基金等项目共同资助。
揭示和阐明植物自然变异的遗传基础对于认知植物生长发育过程中的环境适应性具有重要意义。FLOWERING LOCUS C （FLC）是拟南芥开花的关键调控基因。本研究通过对727份拟南芥自然群体中的FLC基因的表达量进行GWAS分析，鉴定到BMI1A基因启动子区域的自然变异与FLC表达量有关。BMI1A的功能缺失，导致低温下FLC基因表达量升高，开花延迟。ChIP-qPCR实验表明在低温下，BMI1A直接调控开花基因FLC，MAF4，MAF5位点H3K27me3的沉积，影响其表达量，进而调控植物开花。此外，本研究还发现，由于地理分布以及温度适应性选择，导致了BMI1A启动子区域的序列变异进而产生功能分化。最终形成了植物FLC基因表达量和开花表型多样性的遗传变异基础。
本论文以bat365在线平台官网为唯一第一和通讯单位，bat365在线平台官网bat365在线平台登录吴刚教授和青年教师汪翔博士为该论文的共同通讯作者，汪翔博士、硕士研究生苗淮奇和本科生吕彩嘉为该论文的共同第一作者。该项目得到了国家自然科学基金，bat365在线平台官网2021年校级学生科研训练项目基金的支持。
吴刚教授入职bat365在线平台官网以来在植物营养生长阶段转变调控中取得了一系列进展，系统揭示了内源信号影响miR156-SPL通路和植物年龄依赖型性状调控的分子机制（Feng et al., Journal of Experimental Botany, 2016; Xu et al., Plant Physiology, 2016; Guo et al., Plant Cell, 2017; Xu et al., New Phytologist, 2019；Zhang et al., 2019, Chemosphere; Guo et al., New Phytologist, 2021; Wang et al., Journal of Experimental Botany, 2023; Zhou et al., Nature Communications, 2023）。吴刚教授连续两年入围爱思唯尔“中国高被引学者”榜单，为扩大学校在相关领域的国际学术影响力作出了贡献。
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