關于花如何在有限的時間内正确發生的生物學問題上，仍然存在許多未知。花分生組織中包含未分化的幹細胞。這些幹細胞經過分化先後産生萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊四輪花器官。為了确保花器官的正确産生，需要在花發育特定的時期調控花分生組織由增殖向分化狀态轉變。在花發育的早期階段，由花幹細胞誘導基因WUSCHEL（WUS）和幹細胞标志基因CLAVATA3 (CLV3)之間組成的反饋調控環路維持着幹細胞的活性。而在特定的花發育時期，由雌雄蕊決定基因AGAMOUS (AG)啟動對花幹細胞的适時抑制。然而，如何在花發育特定階段的有限時間内完全終止花分生組織活性的機制仍有待進一步研究。
近期，研究人員揭示了AG的直接下遊因子，C2H2型鋅指轉錄因子KNUCKLES (KNU)具有多重功能，可在花發育的特定時期完全消除花分生組織活性。具體來說，KNU不僅在花分生組織的組織中心區（organizing center）抑制了花幹細胞的誘導基因WUS，也在中央區(central zone)直接抑制了幹細胞的标志基因CLV3。此外，KNU還直接抑制了CLV信号通路的受體基因CLV1。同時，KNU能與WUS蛋白直接互作，并阻礙了WUS對CLV3的激活與維持。KNU和WUS的蛋白互作也能夠競争性的破壞WUS同源二聚體與WUS-HAIRY MERISTEM 1異源二聚體的形成，而這兩者對于花分生組織的維持都是必須的。因此，作為一種在短時間内抑制花分生組織活性的多功能蛋白質，KNU通過多種作用方式來保證花生殖器官的正常形成。
拟南芥發育第六期花的共聚焦激光掃描顯微圖像。KNU（紅色）和CLV3（綠色）在花分生組織中的表達區域重疊
以上研究揭示了模式植物拟南芥中一個具有多重功能的C2H2型的鋅指蛋白KNUCKLES（KNU），可以适時終止花分生組織的增殖，促進幹細胞分化，從而确保雄蕊與雌蕊的正常發生，為後續的植物授粉與胚珠發育營造條件。該項研究中發現的花分生組織終止機制是植物種子産生的前提，将有助于水稻、番茄和玉米等糧食作物的遺傳學研究。
該研究相關成果以“Robust control of floral meristem determinacy by position-specific multifunctions of KNUCKLES”為題于2021年8月31日在線發表于美國科學院院刊PNAS雜志 (https://doi.org/10.1073/pnas.2102826118)。伟徳国际官网登录入口生科院博士生商二磊為該論文的第一作者，伟徳国际官网登录入口生科院孫博教授為該論文的通訊作者。 該研究工作得到了國家自然科學基金面上項目和中央高校基本科研業務費等項目的資助，在此一并緻謝！