科学家研究植物激素取得新突破

中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋院士团队日前提出一种全新的植物激素信号转导机制，对改良农作物株型、提高营养利用效率以及培育抗寄生作物具有指导意义。相关研究论文于北京时间11日由国际知名学术期刊《自然》在线发表。

　　中科院遗传与发育生物学研究所团队此次阐明了一种名为独脚金内酯的植物激素如何在分子机制上调控分枝发育、叶片形状以及花青素积累等。同时，发现一类新型抑制蛋白，作为转录因子和抑制子发挥双重功能，可解释独脚金内酯为何在植物生长发育多个方面具有重要调控作用。

　　独脚金内酯可调控植物的生长发育以及对干旱、低磷等逆境的适应能力，对农作物改良增产具有重要价值。此外，该激素也会刺激寄生杂草种子的萌发，造成农作物减产。

　　该团队此前关于“阐明独脚金内酯调控水稻分蘖和株型的信号途径”的成果，入选了科技部公布的年度中国科学十大进展。此次成果是团队在植物激素信号转导领域的又一突破性进展。

独脚金内酯

独脚金内酯具有刺激寄生植物种子萌发、促进丛枝菌根真菌菌丝产生分枝(Akiyama),直接或间接抑制植物侧芽萌发(Gomez-Roldaneta;.,;Umeharaetal.,)和与寄主植物共生等诸多作用。其生理作用发挥与生长素和细胞分裂素有相互作用(crosstalk)。

独角金内酯最初是由棉花根分泌液中分离出来的，被认为是独脚金属(Strigaspp.)种子萌发的刺激物。它的另外一个作用就是作为植物根围与丛枝菌根真菌联接的一种必不可少的化学信号，除了上述作用之外，独j脚金内酯或者它的代谢产物还作为一种新型的植物激素可以抑制植物分枝。

目前，国际上对独脚金内酯调控植物分枝发生的机理已经有了一定的研究基础，主要是基于生长素运输管道形成假说以及第二信使假说而提出的。生长素运输管道形成假说的核心观点是极性运输的生长素增多总是伴随着分枝的增多，关于独角脚内酯在生长素运输管道形成假说中所起的作用可以从一系列独角金内酯相关基因缺失突变体中得以研究，这一类突变体都呈现出较野生型分枝增多的表型。前人以独角金内酯合成基因突变体以及独脚金内酯信号基因突变体为研究对象，通过利用绿色荧光蛋白(GFP)标记的PIN报告基因得出独脚金内酯能够通过降低PIN蛋白在木质部薄壁组织细胞质膜上的积累来发挥作用，换句话说，独脚金内酯可以降低生长素的运输作用从而减少分枝的发生。

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