西双版纳热带植物园发现赤霉素促进小桐子等木本植物的分枝

        植物地上部分的结构主要是由其顶端分生组织和侧生分生组织(分枝)的特性所决定的。对于许多作物来说,分枝(或分蘖)的数量会影响其种子产量的高低。长期以来,人们普遍认为植物的分枝特性主要受生长素(auxin)、细胞分裂素(cytokinin, CK)和独脚金内酯(strigolactone, SL) 三种激素的调控。但赤霉素 (gibberellin, GA) 在分枝调控方面的作用一直被忽视。

        中国科学院西双版纳热带植物园与中国科技大学联合培养的博士研究生倪军及其合作者在导师徐增富研究员的指导下,研究发现在小桐子和木瓜等10多种木本植物中GA可以显著地促进分枝的生长。实验结果表明 ,GA3 (一种具有赤霉素活性的化合物) 和BA (一种具有细胞分裂素活性的化合物)都影响小桐子中两个调控分枝的关键转录因子JcBRC1JcBRC2的基因表达,协同促进侧芽生长。采用GA 生物合成的抑制剂多效唑(paclobutrazol)处理, 会显著降低CK对侧芽生长的促进作用,表明CK促进分枝需要GA的参与。同时,已知抑制分枝的SL在侧芽生长调控方面与GA 和 CK具有拮抗作用。与此现象相一致的是:GA 和 CK的处理能够抑制参与SL信号转导的一个F-box 蛋白基因JcMAX2的表达。另外,超量表达GA合成酶基因JcGA20ox1的转基因小桐子幼年植株也表现出分枝能力增强的表型变化。这些研究结果表明,在多年生木本植物中GA是一个非常重要的分枝调控因子。

        上述相关研究结果以Gibberellin promotes shoot branching in the perennial woody plant Jatropha curcas为题,已在线发表在国际期刊Plant & Cell Physiology上, 全文链接: http://pcp.oxfordjournals.org/content/early/2015/06/14/pcp.pcv089.abstract

        该研究得到了国家自然科学基金委、云南省高端科技人才引进计划项目以及云南省应用基础研究计划重点项目等的资助。

GA_Jatropha_branching

图 处理与对照试验小桐子植株分枝情况

 

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