华南农业大学王海洋团队发现ZmSPL13和ZmSPL29共同促进玉米营养生长时相转变和开花转变

玉米（Zea mays ssp. mays）是全球种植范围最广且产量最高的谷物作物，开花期是玉米适应不同生态环境种植的关键决定因素，而营养生长时相转变和成花转变决定了玉米的开花期。挖掘控制玉米时相转变（营养生长时相转变和成花转变）的关键基因，对培育优良广适的玉米新品种至关重要。

近日，华南农业大学王海洋团队在New Phytologist上发表了题为ZmSPL13 and ZmSPL29 act together to promote vegetative and reproductive transition in maize的研究论文，发现ZmSPL13和ZmSPL29共同促进玉米营养生长时相转变和开花转变。

本研究首次挖掘了两个SPL基因家族成员ZmSPL13和ZmSPL29（miR156潜在的靶基因），二者在叶片维管组织的韧皮部、花序的营养分生组织和生殖分生组织中特异性表达，且ZmSPL29具有更高的表达水平。对过表达及基因敲除材料的表型分析表明：ZmSPL13和ZmSPL29能显著促进玉米开花，且二者存在一定的功能冗余性。

图1：WT、Zmspl13单突变体、Zmspl29单突变体、Zmspl13/29双突变体和ZmSPL29-OE植株在LD和SD条件下的开花期表型。

进一步研究发现，在叶片中，ZmSPL13和ZmSPL29不仅能在叶片中转录激活ZmMIR172C的表达，从而抑制Gloosy15（Gl15）的转录本丰度进而促进玉米提早进行营养生长时相转变，还能直接激活成花素基因ZCN8的表达来诱导玉米开花；在茎尖分生组织中，ZmSPL13和ZmSPL29能特异性结合在花器官发育基因ZMM3和ZMM4的启动子上，促进二者的表达，诱导玉米成花转变。该研究证明ZmSPL13和ZmSPL29以“三管齐下”的方式促进玉米开花，为理解玉米开花调控机制提供了新思路；此外，该研究还证明ZmSPL29-OE具有改良玉米骨干自交系开花期的潜力，为培育适合不同生态区种植的玉米新品种提供优异的基因资源和理论指导。

该研究以华南农业大学生命科学学院为第一完成单位，华南农业大学生命科学学院博士研究生杨娟及魏洪彬副教授为论文共同第一作者，通讯作者为华南农业大学孔德鑫副教授和王海洋教授。该研究得到广东省重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金、岭南现代农业项目实验室和海南崖州湾种子实验室基金的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1111/nph.19005