陕西
月季是世界上最重要的切花之一，其观赏价值和经济价值在很大程度上取决于花瓣的大小。在生产应用的过程中，花朵的大小常作为育种的一个重要指标，通过改变花瓣的大小提高花卉的观赏品质。尽管在植物器官大小研究已经取得了一些进展，但我们对于月季花瓣早期生长过程中细胞分裂调控花瓣大小的分子机制仍然知之甚少。
近日，中国农业大学园艺学院高俊平教授研究团队在Journal of Experimental Botany在线发表了题为Cytokinin-responsive RhRR1–RhSCL28 transcription factor module positively regulates petal size by promoting cell division in rose的研究论文，揭示了在月季花瓣细胞分裂中细胞分裂素响应模块RhRR1-RhSCL28与细胞周期蛋白之间的调控关系。
该研究从月季‘Samantha’花瓣发育转录组中筛选出一个在花瓣发育早期高表达，并受细胞分裂素诱导的GRAS家族转录因子RhSCL28。RhSCL28通过直接激活细胞周期蛋白相关基因RhCYCA1;1和RhCYCB1;2的表达，促进细胞分裂，导致花瓣细胞数量增加，最终使花瓣面积变大。在花瓣发育早期，花瓣细胞内较高水平的细胞分裂素通过诱导B型响应因子RhRR1激活RhSCL28，从而激活下游细胞周期蛋白，促进细胞分裂，从而影响花瓣的大小（图1）。
综上，该研究为利用植物激素精准调控月季花瓣大小奠定理论基础，并为未来月季分子育种提供了基因储备。
图1 月季RhRR1-RhSCL28模块调控细胞分裂影响花瓣大小
中国农业大学硕士生金卫婵、博士生公菲菲为该论文的共同第一作者，高俊平教授团队的孙小明副教授为通讯作者。中国农业大学的高俊平教授和江云鹤副教授也参与了相关工作。该项研究得到国家自然科学基金、云南省“兴滇英才支持计划”青年人才（柔性引进）等项目的资助。
中国农业大学高俊平教授团队近年来在月季花朵开放品质形成和维持的分子机制研究中取得了一系列进展，建立了月季基因编辑体系（Journal of Integrative Plant Biology, 2023）；建立了月季花瓣早期发育过程中细胞分裂-扩展转变的调控模型，以及细胞分裂素主导的转录调控模块（Nature Communications, 2023; Plant Physiology, 2024; The Plant Journal, 2024）；发现植物激素乙烯在月季花朵开放品质的形成和维持中发挥了关键的调节作用，一方面可以促进花瓣向外张开，加速了开放（Plant Cell, 2021; Journal of Experimental Botany, 2023）；一方面，乙烯通过抑制水通道蛋白基因的表达，抑制了花瓣细胞吸水扩展（Nature Plants,2019; Plant Physiology, 2008, 2013），并与生长素、细胞分裂素和赤霉素等激素互作，调控了花瓣的脱落和衰老（Plant Cell, 2020 ,2021, 2024; Plant Physiology, 2017, 2023）。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/jxb/erae331
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