国家重点实验室竹子研究团队在国际知名期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(中科院1区Top,IF5-yr=7.7),在线发表了题为“The CONSTANS-LIKE gene PeCOL13 regulates flowering through intron-retained alternative splicing in Phyllostachys edulis”的研究论文,发现PeCOL13可通过内含子保留可变剪接形成PeCOL13α 和 PeCOL13β两个变体来共同调控毛竹开花。
竹子具有独特的开花特性,其开花周期长(可达120年)、开花前没有明显征兆、且开花后通常大面积死亡,竹子开花调控机制一直是生物学研究的热点与难题。可变剪接是维持蛋白质多样性的主要机制。有研究表明,竹子开花过程中存在大量可变剪接事件,但其是否参与竹子开花调控仍不清楚。
研究发现,PeCOL13α具有完整的蛋白结构域,PeCOL13β则由于可变剪接导致翻译提前终止而缺少C-末端结构域。二者均具有转录激活活性,其中PeCOL13α定位于细胞核,但PeCOL13β同时定位于细胞核和细胞质。表达模式分析发现,PeCOL13α在营养生长时期和生殖生长时期均高表达,而PeCOL13β仅在生殖生长时期表现出弱表达。此外PeCOL13α具有保守的开花抑制功能,并可以抑制下游开花关键基因PeFT的表达,但PeCOL13β则丢失了抑制开花和调控PeFT的功能。当PeCOL13α和PeCOL13β共同存在时,PeCOL13α对PeFT的抑制作用可被PeCOL13β减弱,从而在一定程度促进毛竹开花。综上所述,本文为竹子的开花机制研究提供了新的思路。
图 PeCOL13α 和 PeCOL13β对下游PeFT 的调控作用分析
该研究由国家重点实验室竹子研究团队独立完成,团队硕士生马宏家和博士生裴佳龙为共同第一作者,侯丹副教授和林新春教授为共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金委、浙江省自然科学基金委的资助。
原文链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0141813024041989