New Phytol | 中山大学苏诗豪课题组揭示夏堇花冠脱落的调控新机制

植物脱落是指叶、花、果实、种子等器官与母体分离的生物学现象，是植物响应内外环境变化的重要策略（Li and Su, 2024）。从生态学视角看，脱落是植物繁殖成功的关键：成熟果实脱落促进种子传播，衰老器官脱落则优化资源分配。然而，在农业生产中，落花落果是普遍存在的难题，不仅严重降低农作物产量，还导致植株养分流失，影响花果品质，造成重大经济损失。

近日，中山大学农业与生物技术学院苏诗豪课题组在New Phytologist上发表了题为An ALOG transcription factor targets a TALE homeobox gene during corolla abscission inTorenia fournieri研究论文，揭示了植物特异的ALOG转录因子的全新功能——通过激活脱落核心TALE基因从而介导了花冠的脱落。

ALOG基因编码植物特异性转录因子，这类因子广泛参与陆生植物的各个发育过程。然而，ALOG转录因子的直接下游靶基因仍不清楚。该研究揭示了夏堇（Torenia fournieri）中ALOG蛋白TfALOG3在其花冠脱落中的新功能。团队先前的研究表明，TfALOG3通过招募BLADE-ON-PETIOLE（BOP）同源蛋白TfBOP2，从而调控花冠近轴区域的分化（Su et al., 2023）。该研究发现BOP-ALOG复合物成员还参与调控夏堇花冠的脱落。通过DNA亲和纯化测序（DAP-seq）和转录组测序（RNA-seq）方法，研究人员鉴定了一个TfALOG3的直接下游靶基因TfATH1。TfATH1在包含花冠近轴区域在内的位置特异表达，而TfALOG3可以结合到TfATH1的启动子区域从而激活其转录。TfATH1的CRISPR/Cas9功能缺失突变体的花冠脱落异常，且有相似的离区分化缺陷表型。该研究揭示了ALOG作为转录因子通过激活下游脱落关键基因TfATH1的表达，从而参与调控花冠的脱落过程。

不同基因型夏堇的花部形态

中山大学农业与生物技术学院为本论文的唯一完成单位，该院硕士生李佳惠子和李秉厚、博士生周煊为论文共同第一作者，本科生马晓芳参与完成部分工作，苏诗豪和孙宇飞副教授为论文共同通讯作者，谢若瀚副教授参与并指导了论文的研究工作。本研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金和深圳市自然科学基金等项目资助。

参考文献：

Li, J., Su, S. Abscission in plants: from mechanism to applications.Advanced Biotechnology, 2024. 9;2(3):27.

Su, S., et al. A BLADE-ON-PETIOLE orthologue regulates corolla differentiation in the proximal region in Torenia fournieri.Nature Communications, 2023. 14:4763.

论文链接：

https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.70291