Embryonic reactivation of FLOWERING LOCUS C by ABSCISIC ACID-INSENSITIVE 3 establishes the vernalization requirement in each Arabidopsis generation

第一作者：Guokai Xu

通讯单位：北京大学现代农业研究院

通讯作者：何跃辉

背景回顾：Many over-wintering plants grown in temperate climate acquire competence to flower upon prolonged cold exposure in winter, through vernalization. In Arabidopsis thaliana, prolonged cold exposure induces the silencing of the potent floral repressor FLOWERING LOCUS C (FLC) through repressive chromatin modifications by Polycomb proteins. This repression is maintained to enable flowering after return to warmth, but is reset during seed development. 

许多生长在温带气候中的越冬植物通过春化获得了在冬季长期寒冷暴露后开花的能力。在拟南芥中，长时间的冷暴露通过多梳蛋白抑制染色质的修饰而诱导强大的花抑制基因开花位点C(FLC)的沉默。这种抑制是为了在返回温暖后开花，但在种子发育期间被重置。

研究内容：Here, we show that embryonic FLC reactivation occurs in two phases: resetting of cold-induced FLC silencing during embryogenesis and further FLC activation during embryo maturation. 

在这里，我们证明了胚胎FLC的重新激活发生在两个阶段：在胚胎发生期间重新启动冷诱导的FLC沉默和在胚胎成熟期间进一步激活FLC。

研究发现#1：We found that the B3 transcription factor ABSCISIC ACID-INSENSITIVE 3 (ABI3) mediates both FLC resetting in embryogenesis and further activation of FLC expression in embryo maturation. ABI3 binds to the cis-acting Cold Memory Element (CME) at FLC and recruits a scaffold protein with active chromatin modifiers to reset FLC chromatin into an active state in late embryogenesis. 

该研究发现B3转录因子脱落酸不敏感3(ABI3)在胚胎发育过程中既介导FLC的重定位，又在胚胎成熟过程中进一步激活FLC的表达。ABI3在FLC与顺式作用的冷记忆元件(CME)结合，并招募含有活性染色质修饰剂的支架蛋白，以在胚胎发育后期将FLC染色质重新设置为活性状态。

研究发现#2：Moreover, in response to abscisic acid (ABA) accumulation during embryo maturation, ABI3, together with the bZIP transcription factor ABI5, binds to an ABA-responsive cis-element to further activate FLC expression to high level. 

此外，为了响应胚胎成熟过程中脱落酸(ABA)的积累，ABI3与bZIP转录因子ABI5结合到ABA响应的顺式元件上，进一步激活FLC的高水平表达。。

结论：Therefore, we have uncovered the molecular circuitries underlying embryonic FLC reactivation following parental vernalization, which ensures that each generation must experience winter cold prior to flowering.

因此，我们揭示了亲本春化后胚胎FLC重新激活的分子电路，这确保了每一代都必须在开花前经历冬季寒冷。

原文链接：https://doi.org/10.1093/plcell/koac077

**何跃辉**

研究方向：植物环境表观遗传学、植物花期调控的分子与表观遗传机理

作者简介：

       1997年8月- 2001年8月，肯塔基大学 /University of Kentucky (USA)，Ph.D.（博士学位）

       2001年10月- 2005年7月，威斯康星大学麦迪逊分校/University of Wisconsin-Madison (USA)，博士后

       2005年8月- 2014年8月，新加坡国立大学 /National University of Singapore，助理教授、副教授 

       2006年6月- 2014年8月，新加坡淡马锡生命科学研究所 /Temasek Life Sciences Laboratory，研究员 PI

       2013年6月- 2020年9月，中国科学院上海生命科学研究院 /中科院分子植物科学卓越创新中心，研究员

       2020年10月至今，北京大学现代农学院，教授（长聘）

       2020年10月至今，北京大学现代农业研究院，资深研究员

Journal: The Plant Cell

Published date: March 02, 2022