荔枝（Litchi chinensis）、龙眼（Dimocarpus longan）和红毛丹（Nephelium lappaceum）是无患子科植物重要的经济果树，在全球热带和亚热带地区广泛种植。这些物种的亲缘关系相近，并拥有可食用的假种皮，具有很高的商业价值。尽管它们亲缘关系相近，但它们开花习性并不完全相同。荔枝和龙眼是日中性植物，需要经历较长时间的低温才能确保每年一致的开花。而红毛丹的开花则受到水分胁迫的触发，在干旱季节的两个特定时间段间歇性降雨时开花。龙眼是唯一能够通过氯酸钾（KClO3）诱导成花的木本植物，因此可以实现反季节生产。深入研究这些无患子科果树的开花的分子遗传机制，确保其正常开花并实现高产，对农业生产具有重要意义。尽管开花的调控机制在模式植物中得到了广泛研究，但是我们对无患子科植物开花了解相对较少。
2024年7月16日，亚热带农业资源保护与利用国家重点实验室、华南农业大学夏瑞团队在Molecular Horticulture （IF：10.6）上在线发表题为“Diversification of FT-like genes in the PEBP family contributes to the variation of flowering traits in Sapindaceae species”的研究论文。该研究利用无患子科植物的基因组（Li et al. 2024）和大量转录组数据分析结合实验验证，揭示了无患子科植物FT基因编码区和启动子区的变异可能是导致无患子科植物开花性状变异的潜在机制。
FT 基因是PEBP家族成员，其编码的成花素在植物中起着重要的调控作用。根据团队前期发表的47份荔枝种质的重测序数据（Hu et al. 2022），发现LcFT1启动子区域中存在一个含有单核苷酸多态性（SNP）的CArG-box。在该SNP位点（位于LcFT1 ATG上游的1,437个核苷酸处），几乎所有极早熟荔枝品种（EEM）都含有G等位基因，早熟品种（EM）有两种基因型（R表示杂合G/A基因型），而晚熟品种（LM）只有A基因型（图一）。根据PWM预测，SVP转录因子与A type基序结合的亲和力高于G type基序（图一）。这表明该位点的变异可能对荔枝的性状和表型产生重要影响。
异源转基因表明，LcSVP9基因的过表达导致转基因拟南芥的开花时间推迟，表明LcSVP9是调控植物开花时间的负调控因子。电泳迁移试验（EMSA）和双荧光素酶报告基因实验结果表明，LcSVP9重组蛋白可与LcFT1启动子的A type基序结合，并对LcFT1具有转录抑制的作用；但不与LcFT1启动子的G type基序相结合，失去了对LcFT1的转录抑制的作用（图一）。即荔枝FT1启动子核苷酸位置 -1,437的SNP多态性决定了SVP蛋白（LcSVP9）与其结合亲和性，而LcSVP9作为开花负调控因子导致了LcFT1基因差异表达，可能与调节荔枝的开花时间有关。这一发现为荔枝育种提供了潜在的分子标记。
图1. SNP-1,437影响LcSVP9对LcFT1的转录调控
华南农业大学园艺学院黄幸博士为本论文第一作者，郝彦伟副研究员、夏瑞教授，以及华中农业大学植物科学与技术学院刘元龙副教授为共同通讯作者。本研究得到了广州市科技计划项目（2023A04J1455），广东省重点领域研发计划（2022B0202070003），以及国家自然科学基金项目（#32072547，#332772665）的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1186/s43897-024-00104-4
