华中农业大学讯（通讯员 王艳平 杨海坡）近日，园艺林学学院、果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室、湖北洪山实验室产祝龙教授团队在Cell Reports发表了题为“TgFbox1-TgNAC2-TgWIN1 module regulates petal senescence by fine-tuning cuticular wax biosynthesis in tulip”的研究论文。研究揭示了脱落酸/乙烯介导的TgFbox1-TgNAC2-TgWIN1分子模块在调控郁金香蜡质合成和花被片衰老中的关键作用，为理解复杂环境和发育信号下植物器官衰老的精细调控机制提供了新的视角。
郁金香（Tulipa gesneriana L.）是重要的观赏类球根花卉，花色、花型及花期长短是决定其观赏价值和经济性状的关键因素。郁金香花朵的衰老通常表现为花被片的萎蔫失水，而覆盖于植物器官表面的角质层蜡质是维持细胞水分平衡的天然屏障。然而，目前关于花被片表面蜡质合成与积累的动态变化及其分子调控机制，以及器官表面结构如何整合内源激素信号以实现对花朵开放和衰老进程的精细调控，尚缺乏系统的理论认知。
研究首先对郁金香花朵开放和衰老过程中花被片表面的角质层蜡沉积的动态变化进行了系统的细胞学观察和代谢组分析，研究发现花被片表面蜡沉积规律与ERF转录因子TgWIN1的表达存在协同调控关系。在花朵衰老早期，脱落酸（ABA）诱导的NAC转录因子TgNAC2表达量上升，并通过直接负调控TgWIN1的转录进而抑制蜡质的生物合成与积累，进一步促进花被片的水分流失和萎蔫衰老。而在衰老后期，一个全新的E3-泛素化连接酶基因TgFbox1表达量显著上升，并在蛋白水平与TgNAC2相互作用进而介导TgNAC2的泛素化降解，限制了TgNAC2对蜡质合成的抑制作用，从而对花被片的衰老进程发挥负调控作用。然而，TgFbox1基因在转录水平上却受ABA和乙烯的显著抑制，这暗示植物激素在花被片衰老的权衡调控中发挥着主效作用。
研究系统揭示了TgFbox1-TgNAC2-TgWIN1模块通过整合ABA/乙烯信号通路，协同调控郁金香花被片表面蜡合成、沉积与衰老进程的分子机制。该协同权衡机制作为一种分子计时器在花发育的不同阶段发挥着精细调控作用，为理解植物激素信号网络与器官表面屏障功能之间的交互作用提供了新的证据，从分子水平上丰富了植物应对复杂环境下的器官发育与衰老进程的精细调控网络，也为郁金香花期改良育种和采后保鲜提供了理论依据和潜在靶点。
华中农业大学园艺林学学院、果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室在站博士后杨海坡博士为该论文第一作者，王艳平副教授和产祝龙教授为该论文共同通讯作者，湖北大学吕世友教授、华中农业大学向林副研究员参与了本研究的指导工作，课题组其他成员也对本研究提供了建议和帮助。该研究得到了国家自然科学基金和云南省专家工作站项目等项目的支持。
审核人：产祝龙
论文连接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117100
【英文摘要】
Flower aging, or senescence, is generally accompanied by petal dehydration/wilting. The cuticle functions as a barrier to withhold water for plant organs. However, little is known about how the cuticle modifies the process of petal development. Here, we report that cuticular wax is dynamically changed during petal senescence and wax coverage on petals is coordinated with the expression of TgWIN1. Functional identification indicates that TgWIN1 positively regulates wax accumulation and delays petal senescence. TgNAC2 promotes petal senescence by inhibiting TgWIN1 expression in senescent petals, while TgFbox1 degrades TgNAC2 protein accumulation via ubiquitination. Additionally, both abscisic acid (ABA) and ethylene contribute to petal senescence by promoting TgNAC2 expression but inhibiting TgFbox1 expression, respectively. Thus, we propose an ABA/ethylene-mediated TgFbox1-TgNAC2-TgWIN1 module that precisely regulates the cuticular wax biosynthesis and petal senescence, offering potential targets for optimizing flower longevity and wax biosynthesis in plants.
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