广东
开花时间是作物关键农艺性状，通过调控营养生长向生殖生长的转变，影响收获期与区域适应性。玉米为雌雄同株异花作物，吐丝–散粉间隔期（ASI）的长短直接决定授粉效率；干旱胁迫常导致ASI延长，严重制约产量。然而，玉米开花时间及ASI的分子调控网络至今尚未完全阐明。
近日，安徽农业大学李培金教授团队在The Crop Journal在线发表了题为“Natural variation and functional role of ZmbHLH180 in regulating maize flowering time and anthesis-silking interval”的研究论文。该研究以成花素基因ZCN8为分子标记，利用不同玉米自交系在干旱胁迫下ZCN8响应差异的特性，通过比较转录组分析筛选到一个bHLH转录因子ZmbHLH180。研究系统揭示了ZmbHLH180直接结合ZCN8启动子中的E-box基序并激活其转录，从而正向调控开花时间；同时发现其对ASI的调控存在部分解偶联现象。农学院王传宏副教授为第一作者，李培金教授和王传宏副教授为共同通讯作者。
研究团队首先依据干旱胁迫下ZCN8表达变化，将6个玉米自交系分为敏感型（B73、CIMBL87、GEMS6）与不敏感型（SHEN137、CIMBL84、CIMBL102）。比较转录组分析在敏感型材料中鉴定出130个与ZCN8干旱响应模式一致的候选基因，其中包含16个转录因子。鉴于ZCN8启动子区域富含bHLH家族识别的E-box（CANNTG）基序，推测ZmbHLH180可能为调控ZCN8的关键候选因子。
功能验证表明，ZmbHLH180过表达显著上调ZCN8转录水平，使抽雄、吐丝和散粉时间均提前，但对ASI无显著影响；而Zmbhlh180基因敲除突变体则表现为开花延迟，但ASI反而显著缩短。这一意外结果揭示了ZmbHLH180对开花时间与雌雄穗协调发育的调控存在部分解偶联，暗示其在两者间的精细平衡中扮演复杂角色。
分子机制上，研究通过酵母单杂交、双荧光素酶报告实验和凝胶电泳迁移分析等，证实ZmbHLH180直接结合ZCN8启动子中的E-box元件并激活其转录。此外，团队对ZmbHLH180启动子区域进行单倍型分析，在349份玉米材料中鉴定出6种单倍型，其中3种主要单倍型（Hap1、Hap2、Hap3）与开花时间及ASI显著相关：高活性启动子单倍型（Hap1、Hap2）促进早花但伴随较长ASI，而低活性单倍型（Hap3）则表现为晚花但ASI较短。这一发现揭示了早花与雌雄穗同步性之间存在潜在的遗传权衡，为理解玉米生殖发育的适应性提供了新视角。
ZmbHLH180作为ZCN8上游调控因子的鉴定与功能验证
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