开花标志着植物从营养生长阶段向生殖生长阶段过渡，对植物的繁殖成功至关重要。开花时间由植物体内一系列遗传程序精准调控，与植物的适应性密切相关。辣椒(Capsicum spp.)是茄科重要蔬菜作物，其开花时间调控机制的研究相对滞后。辣椒种质资源中蕴藏着丰富的自然变异，对其挖掘利用对培育不同熟性的辣椒新品种具有重要的产业和科研价值。

近日，Horticulture Research在线发表了江西省农业科学院蔬菜花卉研究所茄果类蔬菜团队题为The APETALA2 homolog CaFFN regulates flowering time in pepper的研究论文。团队积累了开花时间变异丰富的辣椒种质资源，包括能在第一个节位开花结果的特早熟材料B9431。研究者以B9431和一个晚花辣椒材料为亲本，构建F2群体，通过正向遗传学方法找到其开花时间调控基因——AP2同源基因CaFFN。亲本间CaFFN基因序列比对发现突变SNP2T > C使特早熟材料B9431中CaFFN基因起始密码子丢失。CaFFN基因超表达和基因沉默实验结果说明CaFFN是一个辣椒开花抑制因子且影响花器官发育。

qRT-PCR分析结果表明，CaFFN可能作为转录激活因子激活CaAGL15和miR156e的表达，作为转录抑制因子抑制CaAG、CaAP1、CaSEP3、CaSOC1和miR172b的表达。酵母单杂和Dual-Luc实验显示CaFFN可直接激活开花抑制基因CaAGL15，进一步证实其调控开花时间的功能，并揭示其调控机制。

基于383份辣椒种质的CaFFN基因序列分析发现，SNP2T > C为一自然稀有突变，尚未在辣椒遗传育种中广泛应用。CaFFN关联分析揭示该基因在自然群体中对辣椒的开花时间有广泛影响，其启动子区域的变异与CaFFN表达量显著相关。对CaFFN相关基因在拟南芥、番茄和辣椒分生组织中的表达模式进行分析，揭示CaFFN基因与其同源基因在辣椒开花时间和花器官发育调控中的独特协作方式。

本研究首次解析了CaFFN基因调控辣椒开花时间的分子机制，揭示了CaFFN是辣椒早熟育种的重要靶基因。利用特早熟材料B9431中的CaFFN突变基因，可使辣椒开花时间显著提前，在辣椒早熟育种中具有重要利用价值。团队已利用该基因选育出优质早熟辣椒新品种。

江西省农业科学院蔬菜花卉研究所茄果类蔬菜团队袁欣捷博士为论文第一作者，陈学军研究员和中国农业科学院蔬菜花卉研究所王晓武研究员为共同通迅作者，江西省农业科学院蔬菜花卉研究所茄果类蔬菜团队方荣研究员、周坤华副研究员、黄月琴助理研究员和雷刚博士参与了研究。该研究得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、江西省现代农业科研协同创新项目、国家特色蔬菜产业技术体系项目和江西省重点研发计划项目的资助。

文章来源链接：https://www.nature.com/articles/s41438-021-00643-7