上海交大刘路课题组揭示周围环境温度调控FT蛋白转运的新机制|刘路|植物|蛋白|课题组

开花是高等植物由营养生长向生殖生长转变的关键发育阶段。此过程受复杂遗传网络的严格控制，以响应各种外界环境和内源发育信号。植物在生长发育过程中，必须经过一定时间的适宜光周期后才能开花。植物感知日长的季节性变化并在叶片中合成可移动的成花素。

先前的研究表明，FLOWERING LOCUS T (FT) 蛋白是成花素最重要的组成成分。在诱导性的光照条件下，FT可在叶片伴胞处表达，随后FT蛋白通过筛管从叶片运输到茎顶端分生组织，促使植物开花。在拟南芥中的研究发现，植物可以感知周围环境温度的变化并主要通过调控FT的基因表达来调控开花时间【1,2,3】。但是FT蛋白的运输是否同样受到周围温度变化的影响却依然未知。

近日，上海交通大学刘路课题组和新加坡国立大学俞皓课题组题在Journal of Integrative Plant Biology发表了题为Florigen trafficking integrates photoperiod and temperature signals in Arabidopsis的研究论文，报道了周围环境温度调控FT蛋白转运的新机制。

该研究发现，周围环境温度的变化调控FT蛋白从伴胞向筛管的运输，从而影响FT长距离运输到茎顶端分生组织。环境温度通过对FT基因表达和蛋白运输的双重调控，防止植物在低温环境下过早开花，从而确保植物在最有利的环境条件下实现物种的繁衍。

已有的研究表明，FT蛋白从伴胞向筛管的运输主要通过两条调控通路。一条是通过Multiple C2 Domain and Transmembrane Region Proteins (MCTPs)家族蛋白FTIP1介导的沿着内质网网络从伴胞通过胞间连丝运输到筛管【4】,该调控通路在单子叶植物水稻中也具有保守性【5】。另一条则是通过一个膜定位的SNARE蛋白SYP21和MCTP家族另一个蛋白QKY协同作用，参与调控FT在伴胞内向细胞膜方向定向运输【6】。这两条通路共同作用影响FT在长日照下从伴胞向筛管的运输。

刘路/俞皓合作的这项研究发现，FT蛋白运输也同时受到温度的控制。在低温环境下，FT蛋白从叶片向茎间的输送受到影响，FT蛋白大量聚集在韧皮部的伴胞中，从而阻碍FT蛋白从伴胞向筛管的运输。通过鉴定FTIP1、QKY和SYP121的突变体对低温的不同响应，研究人员还发现低温主要通过FTIP1和SYP121影响FT转运。