园艺学报 ›› 2024, Vol. 51 ›› Issue (8): 1949-1963.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0946
文宋琴1, 李佳霖1, 池卓恒1, 夏燕1, 王淑明1, 吴頔1, 郝雅雯2, 郭启高1, 梁国鲁1, 景丹龙1,*()
收稿日期:
2024-01-19
修回日期:
2024-05-31
出版日期:
2024-08-25
发布日期:
2024-08-22
通讯作者:
基金资助:
WEN Songqin1, LI Jialin1, CHI Zhuoheng1, XIA Yan1, WANG Shuming1, WU Di1, HAO Yawen2, GUO Qigao1, LIANG Guolu1, JING Danlong1,*()
Received:
2024-01-19
Revised:
2024-05-31
Published:
2024-08-25
Online:
2024-08-22
摘要:
可变剪接(AS)是植物生长发育过程中最有效的基因转录调控方式之一。在植物中,大量基因经历了可变剪接;调控开花时间基因的可变剪接受到光和温度信号的影响。本文中重点综述了可变剪接的类型、可变剪接的分子机制及在光与温度季节性变化下基因可变剪接调控开花时间的特性和功能,旨在提高对基因可变剪接参与调控植物开花时间机制的认识,为研究植物生长发育调控机制提供新思路。
文宋琴, 李佳霖, 池卓恒, 夏燕, 王淑明, 吴頔, 郝雅雯, 郭启高, 梁国鲁, 景丹龙. 光和温度对开花时间基因可变剪接的影响研究进展[J]. 园艺学报, 2024, 51(8): 1949-1963.
WEN Songqin, LI Jialin, CHI Zhuoheng, XIA Yan, WANG Shuming, WU Di, HAO Yawen, GUO Qigao, LIANG Guolu, JING Danlong. The Role of Light and Temperature Related Genes Alternative Splicing in Regulating Plant Flowering Time[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2024, 51(8): 1949-1963.
图1 7种可变剪接类型(a ~ g)响应光温信号示意图 引自Dikaya et al.,2021,略作修改。
Fig. 1 Schematic representation of seven variable splicing types (a-g) in response to light temperature signals Quoted by Dikaya et al.,2021,with minor modifications.
图2 光信号影响基因可变剪接调控开花模式图 参考Zhang et al.,2017绘制。
Fig. 2 Light signals influence gene splicing to regulate floral pattern. Quoted by Zhang et al.(2017),with minor modifications.
物种 Species | 基因 Gene | 剪接类型 Types of alternative splicing | 参考文献 Reference |
---|---|---|---|
拟南芥 Arabidopsis thaliana | PHYA | 内含子保留,选择性供点 Intron retention,selective donor | Shikata et al., |
CRY2 | 选择性受点Selective acceptor | Shikata et al., | |
ZTL | 内含子保留 Intron retention | Lamesch et al., | |
COP1 | 选择性受点 Selective acceptor | Zhou et al., | |
HY5 | 内含子保留,选择性供点 Intron retention,selective donor | Zhang et al., | |
HYH | 内含子保留,选择性受点 Intron retention,selective acceptor | Sibout et al., | |
LHY | 内含子保留,外显子跳跃 Intron retention,exon skipping | Zhang et al., | |
CCA1 | 内含子保留,选择性供点 Intron retention,selective donor | Shang et al., | |
TOC1 | 内含子保留 Intron retention | Shang et al., | |
RVE8 | 选择性受点 Selective acceptor | Shikata et al., | |
JMJD5 | 内含子保留 Intron retention | Shikata et al., | |
TIC | 内含子保留 Intron retention | Mancini et al., | |
CKB3 | 内含子保留,选择性受点Intron retention,selective acceptor | Mancini et al., | |
PIF6 | 内含子保留 Intron retention | Penfield et al., | |
SPA3 | 内含子保留 Intron retention | Shikata et al., | |
RRC1 | 外显子跳跃 Exon skipping | Xin et al., | |
BBX25 | 内含子保留 Intron retention | Xin et al., | |
PIF3 | 内含子保留 Intron retention | Dong et al., | |
梨Pyrus spp. | ELF3 | 内含子保留,选择性供点Intron retention,selective donor | Xin et al., |
表1 光形态发生相关基因的可变剪接
Table 1 Alternative splicing of photomorphogenesis-related genes
物种 Species | 基因 Gene | 剪接类型 Types of alternative splicing | 参考文献 Reference |
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拟南芥 Arabidopsis thaliana | PHYA | 内含子保留,选择性供点 Intron retention,selective donor | Shikata et al., |
CRY2 | 选择性受点Selective acceptor | Shikata et al., | |
ZTL | 内含子保留 Intron retention | Lamesch et al., | |
COP1 | 选择性受点 Selective acceptor | Zhou et al., | |
HY5 | 内含子保留,选择性供点 Intron retention,selective donor | Zhang et al., | |
HYH | 内含子保留,选择性受点 Intron retention,selective acceptor | Sibout et al., | |
LHY | 内含子保留,外显子跳跃 Intron retention,exon skipping | Zhang et al., | |
CCA1 | 内含子保留,选择性供点 Intron retention,selective donor | Shang et al., | |
TOC1 | 内含子保留 Intron retention | Shang et al., | |
RVE8 | 选择性受点 Selective acceptor | Shikata et al., | |
JMJD5 | 内含子保留 Intron retention | Shikata et al., | |
TIC | 内含子保留 Intron retention | Mancini et al., | |
CKB3 | 内含子保留,选择性受点Intron retention,selective acceptor | Mancini et al., | |
PIF6 | 内含子保留 Intron retention | Penfield et al., | |
SPA3 | 内含子保留 Intron retention | Shikata et al., | |
RRC1 | 外显子跳跃 Exon skipping | Xin et al., | |
BBX25 | 内含子保留 Intron retention | Xin et al., | |
PIF3 | 内含子保留 Intron retention | Dong et al., | |
梨Pyrus spp. | ELF3 | 内含子保留,选择性供点Intron retention,selective donor | Xin et al., |
图3 温度影响可变剪接的开花调控机制示意图 FLM-α、β、γ、δ:FLM的4个剪接蛋白变体;MAF2-Var1、Var2、Var5:MAF2的3个剪接蛋白变体;COOLAIR-classIi、classIIi、classIIii:FLC反义表达COOLAIR的3类剪接变体;SVP:SVP蛋白。示意图参考Lee等,2013;Shang等,2017绘制,略作修改。
Fig. 3 Temperature affects the regulation of alternative splicing on flowering time FLM-α,β,γ,δ:FLM four splice protein variants;MAF2-Var1,Var2,Var5:MAF2 three splicing protein variants;COOLAIR-classIi,classIIi,classIIii:The FLC antonym expresses three types of splicing variants of COOLAIR;SVP:SVP protein. Quoted by Lee et al.(2013),Shang et al. (2017)with minor modifications.
剪接因子 Splicing factor | 蛋白类型 Protein type | 剪接形式 Forms of splicing | 参考文献 Reference |
---|---|---|---|
U2AF65a/b | U2辅助因子的亚基 Subunits of U2 auxiliary factors | FLC内含子 FLC introns | Park et al., |
BRR2a | U5小核糖体蛋白U5 snRNP | FLC内含子1、5、6 FLC intron1,5 and 6 | Mahrez et al., |
RZ-1B,RZ-1C | hnRNP蛋白 hnRNP proteins | FLC内含子1 FLC intron 1 | Wu et al., |
KHZ1,KHZ2 | RNA结合蛋白 RNA-binding proteins | FLC内含子 FLC introns | Yan et al., |
PRP8 | 核心剪接体组件 Core spliceosome component | COOLAIR内含子 COOLAIR introns | Marquardt et al., |
表2 参与FLC和COOLAIR剪接的剪接因子</BOLD>
Table 2 Splicing factors involved in pre-mRNA splicing of FLC and COOLAIR
剪接因子 Splicing factor | 蛋白类型 Protein type | 剪接形式 Forms of splicing | 参考文献 Reference |
---|---|---|---|
U2AF65a/b | U2辅助因子的亚基 Subunits of U2 auxiliary factors | FLC内含子 FLC introns | Park et al., |
BRR2a | U5小核糖体蛋白U5 snRNP | FLC内含子1、5、6 FLC intron1,5 and 6 | Mahrez et al., |
RZ-1B,RZ-1C | hnRNP蛋白 hnRNP proteins | FLC内含子1 FLC intron 1 | Wu et al., |
KHZ1,KHZ2 | RNA结合蛋白 RNA-binding proteins | FLC内含子 FLC introns | Yan et al., |
PRP8 | 核心剪接体组件 Core spliceosome component | COOLAIR内含子 COOLAIR introns | Marquardt et al., |
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