沈阳农大陈温福院士/王晓雪团队揭示bHLH家族转录因子HBP1和POH1调控水稻开花期的分子机制

以下文章来源于植物生理PlantPhysiol ，作者PP

水稻开花是一个重要的、多基因参与的、复杂的生命过程。开花期是影响水稻生育期、产量、品质、地区适应性的重要农艺性状。遗传、表观遗传和外界环境条件相互作用，共同调节水稻开花期。光周期是影响水稻开花期的重要环境因子，短日照促进水稻开花。Hd1是光周期调控水稻开花期的关键因子，通过直接调节水稻成花素基因Hd3a/RFT1的表达，影响水稻开花期。但是，调控Hd1的分子机制尚不十分清楚。

近日，沈阳农业大学陈温福院士/王晓雪教授团队在国际著名植物学期刊Plant Physiology上发表题为“Two Interacting Basic Helix-Loop-Helix Transcription Factors Control Flowering Time in Rice”的研究论文，阐述了两个bHLH转录因子HBP1和POH1相互作用，通过直接调节Hd1的表达，控制水稻开花期的分子机制。

本研究利用酵母双杂交，pull-down assay，co-IP和BiFC等方法证明了HBP1和POH1可以相互作用，形成同源或异源二聚体。利用酵母单杂交、EMSA、双荧光素酶报告基因等方法揭示了HBP1和POH1可以直接结合Hd1启动子，激活Hd1基因表达，从而调控水稻开花。

HBP1和POH1定位在细胞和中，在不同的组织和器官中均有表达。超表达HBP1和POH1的转基因株系开花期明显延迟。hbp1的CRISPR/Cas9基因编辑突变体表现早花的表型，但是，poh1的CRISPR/Cas9基因编辑突变体的开花期没有明显的变化。超表达HBP1和POH1明显提高Hd1的表达水平，降低Ehd1、Hd3a和RFT1的表达水平，导致开花期延迟。hbp1 突变降低hd1的表达，提高Ehd1、Hd3a和RFT1的表达水平，导致开花期提前。这些结果揭示了HBP1和POH1通过Hd1调控水稻开花期的分子和遗传机制，为深入研究调控Hd1的分子机制，拓展水稻开花期调控的基因网络，开展水稻不同生育期的品种选育奠定了理论和实践基础。

沈阳农业大学农学院水稻研究所博士研究生尹燕斌和已毕业研究生闫志强博士 (现于贵州省农业科学院工作) 为本文的共同第一作者，沈阳农业大学农学院水稻研究所王晓雪教授和陈温福院士为本文的共同通讯作者，博士研究生关佳宁，已毕业的研究生霍轶琼博士（现于山西农业大学工作），硕士研究生王天穹（现于兰州大学攻读博士研究生），沈阳农业大学教师崔志波博士，李通副教授，马雯虹副教授也参与了本研究。本研究得到国家自然科学基金项目和国家自然科学基金-地方联合基金重点项目的资助。

论文连接：

https://doi/10.1093/plphys/kiad077

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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