植物营养生长阶段转变（vegetative phase change）也称幼年向成年阶段转变（juvenile-to-adult phase transition），是植物生命周期中一个重要的发育进程。该发育进程影响植物开花、株型建成、次生代谢产物积累以及植物对生物和非生物胁迫响应等一系列重要的生理生化过程。前期研究发现，miR156-SPL 途径是调控植物营养生长阶段转变的主控途径（Wu et al., 2009, Cell），且 miR156 序列和功能在植物中高度保守。后续研究表明，该调控途径参与调控植物多种重要的生长发育过程以及对外界环境条件的响应。目前对 miR156-SPL 途径上下游调控机制的研究已成为该领域的研究热点。以往研究发现，植物激素赤霉素（GA），茉莉酸（JA）和细胞分裂素（CK）通过影响 miR156-SPL 信号通路的一些基因表达来调控植物营养生长阶段转变。然而，其他植物激素是否在植物营养生长阶段转变过程中发挥作用尚不清楚。

2023 年 5 月 5 日，吴刚教授（吉林大学植物科学学院柔性引进人才）团队在 Nature communications（IF 17.69）上发表了题为Coordinated regulation of vegetative phase change by brassinosteroids and the age pathway in Arabidopsis 的研究论文，揭示了油菜素内酯调节植物幼年向成年阶段转变的分子机制。

该研究利用正向遗传学筛选到油菜素内酯（BR）生物合成基因 DWARF5 的功能缺陷突变体dwf5 为研究材料，发现 dwf5 营养生长阶段转变延迟。遗传分析表明，SPL9 和 miR172 水平的降低以及 TOE1 蛋白的相应增加是导致 dwf5 表型缺陷的主要原因。生化实验表明，BR 信号抑制因子糖原合成酶激酶 BIN2 直接与 SPL9 和 TOE1 蛋白互作，并对它们进行磷酸化修饰导致其蛋白降解。因此，油菜素内酯通过同时稳定 SPL9 和 TOE1 蛋白，参与到 miR156-SPL 途径来协同调控植物营养生长阶段转变。该研究结果揭示了 BR 在调控植物营养生长阶段转变过程中的新功能及其分子机制，为今后利用 BR 和iR156-SPL 途径改良作物和林木的相关农艺及经济性状提供了理论基础。

该论文第一署名单位为吉林大学植物科学学院，吉林大学博士研究生周冰莹和罗清为本文共同第一作者，浙江农林大学吴刚教授和冯圣军教授为共同通讯作者。该论文是两名博士研究生在吉林大学与浙江农林大学联合培养期间完成的科研成果。浙江农林大学硕士研究生沈阳辉、卫靓、宋夏、廖杭倩，南京农业大学蒋明义教授、倪岚副教授、沈涛博士、吉林大学都兴林教授和韩俊友教授共同参与了该研究。该研究工作得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金和浙江农林大学人才启动基金等项目共同资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-023-38207-z