《本草纲目》里有言：“麦，秋种冬长，春秀夏实，具四时中和之气，故为五谷之贵。地暖处亦可春种，至夏便收。然比秋种者，四气不足。”我们不谈这种理论是否准确，至少说明过冬的春化过程对于冬小麦是很关键的。

上周我们讲解了小麦春化基因VRN1的克隆过程和最近关于该基因功能的新发现（PNAS经典品读-小麦春化基因（一）），这周呢，我们来看春化过程中另外一个关键基因。

通过遗传学等实验，小麦学家很早就知道调控春化有两个关键位点，一个是在春性小麦中显性的VRN1，另一个是在冬性小麦中显性的VRN2。继2003年在PNAS上报道VRN1的图位克隆工作之后，2004年，Jorge组和严六零老师在Science杂志发表题为“The Wheat VRN2 Gene Is a Flowering Repressor Down-Regulated by Vernalization”的研究文章，报道了VRN2的图位克隆和基因分析。

依然是利用二倍体小麦T. monococcum，严老师等人将VRN2定位到0.04 cM的区间内，通过对BAC文库的注释，发现这段区间内存在一个功能未知的基因和两个编码蛋白包含CCD结构域、序列同源性很高的基因（ZCCT1 和 ZCCT2）。CCD结构域在拟南芥中证明参与光周期的调控，所以作者把关注点放在了ZCCT1 和 ZCCT2上。进化树聚类分析发现ZCCT1 和 ZCCT2是禾本科植物特有的，且是由一次复制事件而产生。接下来，通过表达分析，作者发现虽然小麦叶片中ZCCT1 和 ZCCT2在春化前后的表达模式相同，但是只有ZCCT1可以在茎尖表达，考虑到茎尖对于营养生长过渡到生殖生长的重要性，作者认为ZCCT1就是VRN2。与VRN1不同，VRN2的表达受到春化作用的抑制，证实VRN2是春化的负调控因子。

接下来作者查看了春小麦和冬小麦中VRN2的序列多态性，发现在CCD domain的35位存在一个精氨酸(R)和色氨酸(W)之间的点突变；类似的点突变现象在拟南芥CCD domain蛋白基因CO中也存在，且证实可以强烈影响拟南芥的开花时间。作者也查看了大麦中VRN2的变异情况，发现在很多的春性大麦品种中，ZCCT由于deletion而不存在。利用RNAi实验，作者发现ZCCT1的knock down可以导致强烈的早花现象，进一步证实了ZCCT1就是VRN2。有趣的是，VRN1在VRN2的RNAi系中，表达量显著高于对照系，暗示VRN1和VRN2之间存在上下游互作关系。

关于VRN1和VRN2的上下游关系，在2003年的PNAS文章中就有涉及，主要是利用Vrn1和Vrn2的显隐性遗传材料，证实VRN1和VRN2之间存在着相互的调控。后来，又利用VRN1的转基因材料和一些生化证据，进一步证实了这种关系，感兴趣的读者可以自行阅读一下相关文献，后面在介绍VRN3和VRN4的推送中我们也会有涉及。不管怎样，VRN1和VRN2，一个正调控因子，一个负调控因子，两者的发现不仅仅为我们理清了小麦的春化现象背后的遗传基础，更为其他过冬性植物的研究提供了借鉴。