拟南芥WRKY12参与调控年龄相关的植物开花诱导的分子机制

To maximize reproductive success and seed production, plants determine the most appropriate time to flower by monitoring internal and external environment changes. Under non-inductive short-day (SD) conditions, the flowering of plants is mainly regulated by age pathway and gibberellins (GA) pathway. In a previous study, we found that WRKY12 and WRKY13 are involved in GA-mediated flowering time control under SD conditions. Recently, we found that the expression of WRKY12 is dependent on the age pathway. To further understand how WRKY12 regulates flowering，we employed the yeast two-hybrid system to identify its potentially interacting partners. After screening, SPL transcription factors were found to physically interact with WRKY12. These results indicated that WRKY12 involved in the regulation of age-mediated flowering. In this project, we will undertake a genetic and molecular approach to further clarify the role of WRKY12 in flowering time control and investigate the regulatory relationships between WRKY12 and its interacting partners (SPL and DELLA), and finally explore the molecular mechanisms underlying the involvement of WRKY12 in the GA and age–mediated flowering pathway.

为了最大程度的提高生殖成功率和种子的产量，植物必须通过感知内外环境的变化来决定开花的最佳时机。在非诱导的短日照条件下，植物开花的时间主要受到年龄途径和赤霉素信号的调控。在之前的研究中，我们发现WRKY12在短日照条件下参与调控赤霉素介导的植物开花过程。在本项目中，我们发现WRKY12的表达水平受到了年龄途径的调控。为了深入的研究WRKY12在年龄途径中的功能，我们通过酵母双杂交系统筛选了WRKY12的互作蛋白。有趣的是，我们的筛选结果中出现了年龄途径上的转录调控因子SPL蛋白。这些结果说明WRKY12参与了年龄介导的植物开花调控。在前期工作的基础上，本项目将系统地研究受年龄调控的WRKY12在植物开花过程中的生物学功能，阐明WRKY12调控SPL及其靶基因的信号通路，揭示WRKY12、SPL及DELLA蛋白之间的调控关系，从而完善WRKY12调控植物在短日照条件下开花的信号网络。

为了最大程度的提高生殖成功率和种子的产量，植物必须通过感知内外环境的变化来决定开花的最佳时机。在非诱导的短日照条件下，植物开花的时间主要受到年龄途径和赤霉素信号的调控。在之前的研究中，我们发现WRKY12和WRKY13在短日照条件下参与调控赤霉素介导的植物开花过程。在本研究项目中，我们发现WRKY12和WRKY13 的表达受到年龄途径核心调控因子SPL10的直接调控。结合及激活实验表明，SPL10可以激活WRKY12转录，而抑制WRKY13的转录。进一步研究表明，WRKY12及WRKY13都能与SPL10相互作用，并且都能与SPL10一起结合到miR172b的启动子区域。因此，WRKY12和SPL10协同的激活miR172b的表达，而WRKY13抑制了SPL10对miR172b的转录激活功能。综上所述，我们的研究结果表明，WRKY12和WRKY13在转录水平和蛋白水平上都参与年龄途径调控开花。在幼年期，高水平的miR156抑制SPL10的表达，导致WRKY13大量积累而WRKY12保持较低的水平，WRKY13通过直接与miR172b的启动子结合抑制其表达或与少量的SPL10相互作用形成复合物部分抑制SPL10的转录激活能力，从而使植物处于正常的营养生长阶段。随着植物年龄的增长，miR156逐渐下降，导致SPL10的表达量增加，促进WRKY12而抑制WRKY13的表达，大量积累的WRKY12和SPL10协同的激活miR172b的表达，并最终促使植物从营养生长阶段向生殖生长阶段转化。