植物开花关键基因SOC1的研究进展
摘要：SOC1（SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1）是MADS-box基因家族的一员，能通过整合光周期途径、春化途径、自主途径、赤霉素途径和年龄途径等开花相关信号以控制植物开花时间，从而促进开花，是植物成花过程中的重要整合子。它的上游基因CO、FT、SPL以及赤霉素信号可以正调控SOC1的表达，而SVP、FLC可以负调控SOC1的表达；SOC1和AGL24之间能形成正反馈循环，同时SOC1和AGL24蛋白还可以通过相互作用激活其下游基因LFY的表达，调节下游花器官特征基因以控制开花。本文综述了SOC1的结构及其在成花途径中的作用，以期为植物成花分子机制的相关研究奠定基础。
关键词：SOC1；植物；开花调控；综述
Research progress of key flowering gene SOC1 in plants
Abstract: SOC1 (SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1) is a member of MADS-box gene family. It can control the flowering time of plants by integrating flowering related signals, such as photoperiodic pathway, vernalization pathway, autonomous pathway, gibberellin pathway and age pathway, to promote flowering. So it is an important integrator in the process of plant flowering. Its upstream genes CO, FT, SPL and gibberellin signal can positively regulate the expression of SOC1, while SVP and FLC can negatively regulate the expression of SOC1; A positive feedback loop can be formed between SOC1 and AGL24. At the same time, SOC1 proteins and AGL24 proteins can also activate the expression of their downstream gene LFY through interaction and regulate the characteristic genes of downstream flower organs to control flowering. This paper reviews the structure of SOC1 and its role in flowering pathway, in order to lay a foundation for the research on the molecular mechanism of plant flowering.
Keywords: SOC1; plant; flowering regulation; overview
植物的开花是高等植物有性繁殖的重要生理前提, 成花过程由内部因子和环境因子共同作用，受一系列网络信号传导途径调控，从而保证植物在适宜时间开花以确保物种的延续[1]。植物花分生组织特异性基因首先被开花诱导因子激活表达，进一步激活花器官分生组织基因，最后激活花器官决定基因，形成花器官[2]。MADS-box基因家族在开花植物花的发育过程中起着非常重要的调控作用[3]，SOC1作为MADS-box基因家族一员，是植物成花转变表达的关键调控基因，能够介导来自如光周期途径、春化途径、自主途径、赤霉素途径和年龄途径的信号[4, 5]，作用于下游花分生组织特异性基因，调控植物从营养生长进入生殖生长，从而促进植物的开花[6]。本文对SOC1的结构及其调控开花的机制做了综述，以期为今后植物开花分子机制研究提供参考。
1 SOC1基因的结构
SOC1基因能编码MADS-box转录因子，具有6个内含子和7个外显子，编码的转录因子主要由MADS-box、K-box、I区和C末端等部分组成[7, 8]（图1）。SOC1广泛存在于单子叶植物和双子叶植物中，且较保守[5,9,10]。其N端具有MADS-box家族高度保守的DNA结合域，即MADS-box，约60个氨基酸[11]，上游基因能识别该结构域并结合在下游目标基因的特定位点，从而调控目标基因的表达。SOC1还有一个特征性结构域，即K-box，该结构域能使得MADS-box蛋白之间形成二聚体，通过介导蛋白质间的相互作用对目标基因的表达进行调控，控制开花时间并参与花器官形成[12]。I区位于MADS-box和 K-box之间，约30个氨基酸，主要决定特异DNA结合二聚体[13]。C末端能够调整MADS间的相互作用， 参与转录激活过程[14-16]，还能稳定或增强以K-box为媒介的相互作用[17, 18]。
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