火龙果（Hylocereus spp.）是一种藤本的仙人掌科植物，因其对非生物逆境的高耐受及富有营养的紫红色果实，广泛种植于全球高热少雨地区。生产实践中，诱导花芽的产生和促进花芽的分化往往可以提高作物的产量。包括FLOWERING BHLHs（FBHs）在内的众多转录因子被认为在多种植物中正向调控花芽的形成。目前针对火龙果花芽分化的研究多围绕同源基因在花器官不同发育时期的特异性表达上，其生物学功能仍待进一步解析。

近期，贵州大学农业生物工程研究院杨鵾课题组完成的题为“HpFBH3 transactivates HpCO7 via binding to the E-boxes in the promoter and may accelerate flower formation in pitaya” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA) 2025年2期正式发表。

课题组在火龙果中共鉴定到8个编码FBH转录因子的基因，命名为HpFBH1到HpFBH8。家族分析显示，由于近期发生的全基因组加倍事件，火龙果比甜菜和菠菜编码更多的FBH转录因子。系统进化树显示，火龙果FBH转录因子可以被归为3类，其第II类中，石竹目植物编码的FBH转录因子均含有一个不完整的bHLH结构域，来自基因组的散在重复事件，为非典型FBH。Ka/Ks值显示，火龙果FBH转录因子进化受到纯化选择影响。对HpFBH的启动子和表达进行分析发现，它们在与花相关的组织中被时空特异地激活，且表达受非生物逆境的影响，说明HpFBH参与了火龙果的成花过程。

课题组选择HpFBH1和HpFBH3两个来自TYPE III的典型FBH与来自TYPE II的非典型FBH进行了功能验证。亚细胞定位、酵母双杂与荧光素酶互补实验结果显示，HpFBH3能够在细胞核内与HpFBH1形成异源二聚体。利用生物信息学手段，HpFBHs被预测通过结合启动子上的E-box参与对下游基因的调控，而这类顺式作用元件广泛存在于火龙果HpCO、HpFT和HpSOC1的启动子上。RNA-Seq数据显示，这些成花促进因子的表达与HpFBH3高度协同。酵母单杂及双分子荧光素酶报告实验证实，HpFBH3通过结合HpCO7启动子上的E-box元件反式激活其表达。此外，在拟南芥中异位过表达HpFBH3同样促进了成花过程。综上所述，本研究系统分析了火龙果HpFBH转录因子家族，并将其中的典型FBH尤其是HpFBH3鉴定为成花促进因子，有望成为遗传改良火龙果的目标基因。

贵州大学农业生物工程研究院杨鵾博士和文晓鹏教授为文章的通讯作者，在读博士研究生蔡晓薇为第一作者。

该研究得到了国家自然科学基金（32160681、32060663），中央引导地方科技发展基金（2023-009），贵州省基础研究（自然科学）项目（黔科合基础-ZK[2022]一般132）和贵州省研究生科研基金项目（黔教合YJSKYJJ〔2021〕057）。

点击链接查看全文：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311924004088

Cite the article: Xiaowei Cai, Ling Xiao, Xiangmei Nie, Qiandong Hou, Sulin Wen, Kun Yang, Xiaopeng Wen. 2025. HpFBH3 transactivates HpCO7 via binding to the E-boxes in the promoter and may accelerate flower formation in pitaya. Journal of Integrative Agriculture, 24(2): 575-593.

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。