植物的生長發育在其一生中受到光和溫度的精確控制。根據植物開花對日照長度的要求，植物可以分為長日照植物（如擬南芥）、短日照植物（如水稻）以及日中性植物（如番茄）。然而，光周期和季節變化如何影響日中性植物的生理反應的機制仍不清楚。先前研究表明，CONSTANS（CO）是植物對光周期反應的重要調控因子，在植物開花調控中起著核心作用。但是對于光周期不敏感植物的CO及其類似蛋白COL的分子功能仍缺乏深入研究。
中國科學院華南植物園鄧書林科研團隊發現，番茄CONSTANS-Like 1（SlCOL1）作為CO的同源基因，SlCOL1不影響番茄在長日照（LD）和短日照（SD）下的開花時間。觀察表型發現，在SD下顯著誘導番茄葉片中花青素的積累，但Slcol1突變體葉片中花青素的含量顯著低于野生型。并通過Dual-LUC、Y1H、EMSA和ChIP-qPCR實驗驗證SlCOL1能夠直接結合調控花青素生物合成MBW復合體中的關鍵基因Hoffman’s Anthocyanin 1（SlAN1）的啟動子G-box1元件并激活其表達。同時，實驗證明SlCOL1可以與SlAN1相互作用，促進SD下花青素合成結構基因的表達，進而促進花青素的生物合成。短日照環境常常伴隨著亞適低溫環境，例如北半球秋季。在短日照亞適低溫（15℃）環境能夠誘導SlCOL1表達水平上調進一步促進花青素的積累，積累的花青素有助于番茄清除活性氧（ROS），以適應秋季環境。
相關研究成果近期發表在國際學術期刊Plant Physiology（《植物生理學》）（IF5年=7.6）上。中國科學院華南植物園在讀博后生劉賽和助理研究員呂善武為該論文的共同第一作者，鄧書林研究員為本論文的通訊作者。該研究得到中國國家自然科學基金、廣東省自然科學基金和廣東科技計劃項目等項目的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf190
圖. SlCOL1調控番茄花青素合成以適應秋季環境的作用模型
附件下載：