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植物开花是最重要的物候时期之一,因为它决定了果实成熟和种子传播的时间。在番茄作物生产中,番茄的开花是衡量其生理健康和繁殖潜力的关键生物学指标。截至目前,NO和DNA甲基化都已经被报道能够调节植物的开花。然而,没有直接的实验证据表明NO可以介导花诱导和花抑制基因的DNA甲基化(或去甲基化)来调节植物的开花。
近期,甘肃农业大学园艺学院廖伟彪教授团队完成的题为“DNA demethylation is involved in nitric oxide-induced flowering in tomato” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (JIA) 2025年5期正式发表。
该研究对DNA去甲基化在一氧化氮介导的番茄开花中的作用进行了探索。结果表明,NO对番茄开花的促进作用呈剂量依赖性。同时,DNA甲基化抑制剂5-氮杂胞苷(5-AzaC)处理也显著促进了番茄开花。GSNO(NO供体)和5-AzaC提高了过氧化物酶和过氧化氢酶活性,细胞分裂素和脯氨酸含量,降低了赤霉素和吲哚-3-乙酸含量。GSNO和5-AzaC共处理加速了GSNO和5-AzaC分别促进番茄开花的积极作用。同时,与GSNO或5-AzaC单独处理相比,GSNO+5-AzaC共处理显著提高了番茄各组织整体DNA去甲基化水平。因此,DNA去甲基化可能参与了NO诱导的开花过程。同时,GSNO+5-AzaC处理显著改变了开花基因的表达。McrBC-PCR分析表明,水稻顶端SFT基因和茎部FLD基因的DNA去甲基化可能参与了NO诱导的开花过程。
因此,本研究表明NO可能通过介导开花诱导基因的DNA去甲基化,从而促进番茄开花。本研究为NO和DNA去甲基化在促进番茄开花中的协同作用提供了直接证据。
甘肃农业大学园艺学院廖伟彪教授为该文章的通讯作者,侯雪梅博士为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金(32360743、32072559、31860568)资助;国家重点研发计划项目(2018YFD1000800);甘肃农业大学优秀博士学位论文培育项目(YB2022004)的资助。
论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311924003587
Cite the article:Xuemei Hou, Meimei Shi, Zhuohui Zhang, Yandong Yao, Yihua Li, Changxia Li, Wenjin Yu, Chunlei Wang, Weibiao Liao. 2025. DNA demethylation is involved in nitric oxide-induced flowering in tomato. Journal of Integrative Agriculture, 24(5): 1769-1785.
Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院与中国农学会主办,中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊,月刊。创刊于2002年,现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6,位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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