近日，生命科學學院蘇英華、張憲省教授團隊在The Plant Cell雜志發表了題為“The RPT2a–MET1 axis regulates TERMINAL FLOWER1to control inflorescence meristem indeterminacy in Arabidopsis”的研究論文，報道了擬南芥26S蛋白酶體亞基RPT2a調控花序分生組織活性和花序構型的新機制，為作物遺傳改良和作物分子設計育種提供了新思路和重要理論依據。

在廣褒的大自然中，植物形態多種多樣，但從植物分類角度來看則亂中有序。植物的花序結構通常可以分為幾個有限的類型，如十字花科成員擬南芥和卷心菜等表現出無限花序結構，而茄科物種如番茄或馬鈴薯表現出有限花序。花序的構型直接影響花和種子的數量，是作物馴化和遺傳改良的重要性狀，對植物的繁衍和作物產量至關重要。不同的花序結構與花序分生組織維持能力有關，TERMINAL FLOWER1（TFL1）表達的精確調控對于花序結構和花序分生組織活性的調節至關重要。然而，調控TFL1表達的確切機制仍有待研究。

該研究發現擬南芥26S蛋白酶體亞基RPT2a的突變導致擬南芥花序分生組織維持能力減弱，出現“之”字形有限花序的表型。進一步研究發現，在rpt2a-2突變體花序中，花序分生組織特征基因TFL1的表達水平顯著降低可能是導致花序發育異常的原因。通過蛋白質組學分析發現，rpt2a-2突變體花序中DNA甲基轉移酶MET1的水平顯著上調；同時生化實驗證實，RPT2a能夠直接和MET1蛋白互作并降解MET1，而MET1能夠通過調控TFL1基因啟動子的DNA甲基化水平影響TFL1基因的表達。綜上所述，RPT2a通過26S蛋白酶體途徑調控DNA甲基轉移酶MET1的蛋白水平，進而調控花序分生組織特征基因TFL1的DNA甲基化水平，影響其在花序分生組織中的表達水平，最終調節擬南芥花序分生組織活性和花序構型。

圖1. RPT2a突變導致擬南芥出現有限的“之”字形花序

圖2. RPT2a通過降解MET1維持花序分生組織特征基因TFL1的表達

蘇英華教授為該論文的通訊作者，課題組博士后姚汪勁松和博士研究生王藝鵬為共同第一作者，山東農業大學的張憲省教授和德國弗萊堡大學的Thomas Laux教授參與了該項研究的指導工作。該研究得到了國家自然科學基金項目和山東省自然科學基金項目的資助。

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波