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菜叶是脱落酸合成的主要器官,中国中国科学技

日期:2019-09-25编辑作者:科技之门

中国科学院昆明植物研究所1月29日发布消息称,该所资源植物与生物技术重点实验室张石宝研究组提出脱落酸合成部位的新观点,研究成果已发表在国际植物学期刊《实验植物学杂志》上。

中科院昆明植物所发现叶片是脱落酸合成的主要器官

据悉,脱落酸别名脱落素,是一种抑制生长的植物激素,因能促使叶子脱落而得名。它能调节植物对不同环境信号以及内源性信号的反应,影响植物的生理适应及生长发育过程,如水分胁迫、种子发育、休眠及其性别决定等。因此,脱落酸是植物学研究的热点之一。

近日,中国科学院昆明植物研究所张石宝研究组与塔斯马尼亚大学Timothy J. Brodribb研究组合作,提出脱落酸合成部位的新观点。研究证实了脱落酸(abscisic acid, ABA)在植物水分亏缺响应中的作用,并指出叶片是ABA合成的主要器官,推翻了过去一直认为根是合成ABA的主要器官的观点。相关研究成果发表在《实验植物学杂志》上。

通常在水分胁迫下,叶片中的脱落酸会随着水分含量的下调而迅速合成,主动关闭气孔,减少水分散失,使植物免受严重的水分胁迫伤害。与叶片不同,花的寿命相对较短,并且几乎没有碳同化现象,但是仍然会发生水分蒸发,严重的水分亏缺会导致花的萎蔫,缩短花的寿命,降低传粉效率。因此,认识花应对水分胁迫的机理对理解植物的生态适应具有重要意义。

ABA能够调节植物对不同环境信号以及内源性信号的反应,影响植物的生理适应及生长发育过程,如水分胁迫、种子发育、休眠及其性别决定等。因此,ABA是植物学研究的热点之一。

张石宝研究组与塔斯马尼亚大学合作,采用了施加外部压力的一种新方法,研究了植物花、根和叶片组织中脱落酸对水分持续亏缺的响应。他们发现在干旱胁迫下,叶片中快速合成脱落酸,而花和根组织中没有表现出显著增加。在番茄脱落酸生物合成途径中,一个关键的编码基因类胡萝卜素降解的限速酶在叶片中大幅上调,而在花和根组织中变化较小,揭示了脱落酸迅速合成发生在叶片中,而不是在花或者根组织中。

在水分胁迫下,叶片中的ABA会随着水分含量的下调而迅速合成,主动关闭气孔,减少水分散失,使植物免受严重的水分胁迫伤害。与叶片不同,花的寿命相对较短,并且几乎没有碳同化现象,但是仍然会发生水分蒸发,严重的水分亏缺会导致花的萎蔫,缩短花寿命,降低传粉效率。因此,认识花应对水分胁迫的机理对于理解植物的生态适应具有重要意义。

研究结果进一步证实了脱落酸在植物水分亏缺响应中的作用,并指出叶片是脱落酸合成的主要器官,推翻了过去一直认为根是合成脱落酸主要器官的观点。

研究人员采用施加外部压力的一种新颖方法,研究了花、根和叶片组织中ABA对水分持续亏缺的响应,发现在干旱胁迫下,叶片中快速合成ABA,而花和根组织中没有表现出显著增加。在番茄ABA生物合成途径中,一个关键的编码基因类胡萝卜素降解的限速酶在叶片中大幅上调,而在花和根组织中变化较小,揭示了ABA迅速合成发生在叶片中,而不是在花或者根组织中。

(原载于《科技日报》 2018-01-30 01版)

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