昆明植物所發(fā)現(xiàn)薔薇科COP1-like基因存在復(fù)制與顯著功能分化（2020.7.15 中國科學(xué)院）

薔薇科包括月季/玫瑰、蘋果、桃子、梨、草莓等關(guān)鍵花卉和水果資源，了解其開花時間調(diào)控機制在農(nóng)業(yè)和生物學(xué)領(lǐng)域具重要價值。WD40是一個成員眾多且功能復(fù)雜多樣的基因家族，其中部分成員如COP1等在植物光形態(tài)建成、生理和開花時間等發(fā)育過程中起關(guān)鍵調(diào)控作用，但薔薇科植物開花時間調(diào)控機制研究仍有諸多待解之謎。

中國科學(xué)院昆明植物研究所植物分子遺傳與適應(yīng)研究組從中國古老月季“月月粉”（Rosa chinensis‘Old Blush）中鑒定到187個WD40s，識別了月季W(wǎng)D40s的特性并發(fā)現(xiàn)這些蛋白之間存在顯著結(jié)構(gòu)變異。更重要的是，月季W(wǎng)D40s表現(xiàn)出較強時空表達差異，預(yù)示著較強功能多樣化。在植物光形態(tài)建成和開花時間調(diào)控過程中起關(guān)鍵作用的COP1-like基因發(fā)生明顯復(fù)制，且該復(fù)制發(fā)生在薔薇科從其共同祖先分化之前。兩基因之間具明顯時空和組織特異性表達和順式作用元件CREs區(qū)別。COP1-like蛋白復(fù)制后雖共有大部分互作蛋白，但在與HY5和SPA4等互作時出現(xiàn)顯著差異，從而表明二者復(fù)制后出現(xiàn)顯著功能分化。研究以月季W(wǎng)D40家族COP1-like基因為切入點，展示了月季和薔薇科植物特有的功能分子和進化模式，為進一步探索月季開花習性多樣性及其他薔薇科植物生物多樣性產(chǎn)生與維持調(diào)控機制奠定了良好基礎(chǔ)。

相關(guān)研究結(jié)果以Genome-wide identification of WD40 genes reveals a functional diversification of COP1-like genes in Rosaceae為題發(fā)表在植物學(xué)領(lǐng)域雜志Plant Molecular Biology上。中科院東亞植物多樣性與生物地理學(xué)重點實驗室博士研究生孫弋博為論文第一作者，研究員胡金勇為通訊作者，中科院西雙版納熱帶植物園研究員陳江華和博士研究生張曉嘉為該研究做出了重要貢獻。研究得到了中科院B類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（XDB31000000）、云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究項目（2016FB040）、中科院東亞植物多樣性與生物地理學(xué)重點實驗室、云南高端科技人才引進計劃等項目支持。