近日,中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院智能所吳麗芳研究員課題組在高附加值經(jīng)濟(jì)作物杜仲腋芽的生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控研究上取得重要進(jìn)展,研究成果發(fā)表于農(nóng)林科學(xué)領(lǐng)域TOP期刊Industrial Crops and Products上。
杜仲(Eucommia ulmoides Oliver)是我國(guó)特有的多用途經(jīng)濟(jì)林木,兼具藥用、食用及工業(yè)膠用價(jià)值,近年來已成為研究的熱點(diǎn)。目前有關(guān)杜仲的研究主要集中于其藥用成分的藥效學(xué)評(píng)價(jià)以及膠質(zhì)材料的改性應(yīng)用,而有關(guān)其生長(zhǎng)發(fā)育的分子調(diào)控機(jī)制研究相對(duì)匱乏。特別是外源植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在杜仲離體再生與發(fā)育調(diào)控中的作用機(jī)制,是當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。
本研究基于前期建立的杜仲高效離體再生體系,通過采集杜仲腋芽在五個(gè)不同發(fā)育時(shí)間節(jié)點(diǎn)的樣本,深入探究了植物激素在外源反式玉米素(tZ)在調(diào)控杜仲腋芽發(fā)育中的作用。通過植物激素靶向代謝組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組聯(lián)合分析,明確了杜仲腋芽的發(fā)育呈現(xiàn)明顯的階段性特征:第1階段(W0-W1)對(duì)應(yīng)芽的誘導(dǎo)過程,而第2階段(W1-W4)與芽伸長(zhǎng)密切相關(guān);揭示了tZ誘導(dǎo)處理下各發(fā)育節(jié)點(diǎn)植物激素濃度的動(dòng)態(tài)變化及腋芽發(fā)育相關(guān)的基因調(diào)控通路。進(jìn)一步通過加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析(WGCNA)篩選激素相關(guān)關(guān)鍵模塊,構(gòu)建了杜仲腋芽生長(zhǎng)過程中植物激素串?dāng)_調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。本研究為深入解析細(xì)胞分裂素(CTKs)調(diào)控杜仲離體再生與生長(zhǎng)發(fā)育過程的分子機(jī)制奠定了理論基礎(chǔ)。
該研究得到中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、國(guó)家自然科學(xué)基金、河南省重大科技專項(xiàng)、安徽省重點(diǎn)研發(fā)等項(xiàng)目的資助。博士生王大成為論文第一作者,侯金艷副研究員、吳麗芳研究員為共同通訊作者。
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.121089
外源tZ誘導(dǎo)杜仲腋芽生長(zhǎng)發(fā)育的激素串?dāng)_網(wǎng)絡(luò)。