近期，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所揭示了重要的食用及藥用百合卷丹——宜興百合腋生珠芽形成的關(guān)鍵分子機(jī)理。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于國際知名期刊《植物科學(xué)前沿（Frontiers in Plant Science）》上。

 

　　珠芽指貯藏養(yǎng)料、形態(tài)肥大的芽，多長在植物的葉腋間或莖節(jié)處，是植物特殊且重要的繁殖和傳播器官。卷丹為百合屬唯一的一個(gè)天然三倍體種，不結(jié)實(shí)，因此，不能靠種子繁殖，但其莖中、上部葉腋處可產(chǎn)生紫黑色珠芽，珠芽的形成發(fā)育在其種群擴(kuò)繁中扮演著十分重要的角色，使得卷丹種群成為百合屬分布最廣的種類之一。闡明卷丹珠芽形成過程及機(jī)理，對人工調(diào)控珠芽形成及利用珠芽發(fā)生特性提高百合繁殖系數(shù)和效率具有重要的理論意義和巨大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。目前，腋生珠芽形成的研究僅見于解剖觀察及少數(shù)基因的分離，珠芽形成相關(guān)的代謝通路、具體調(diào)控模式及分子機(jī)理仍不清楚。

 

 

　　該研究運(yùn)用解剖學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、生理學(xué)和分子生物學(xué)相結(jié)合的手段系統(tǒng)地研究了卷丹莖中、上部葉腋珠芽形成的機(jī)制。卷丹珠芽形成于地上莖與葉片連接的葉腋處，是由葉柄基部近軸端表皮下層的薄壁細(xì)胞分裂分化而來。根據(jù)解剖觀察，取莖上部腋生珠芽形成不同階段的葉腋組織及下部不形成珠芽的葉腋組織進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序和表達(dá)譜分析，研究發(fā)現(xiàn)淀粉和糖代謝及植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在珠芽形成中發(fā)揮了重要作用。淀粉的合成和積累可促進(jìn)卷丹珠芽的啟動(dòng)。此外，激素在珠芽形成中表現(xiàn)出不同的調(diào)控模式。生長素促進(jìn)珠芽的啟動(dòng)，但會(huì)抑制珠芽的進(jìn)一步形成；細(xì)胞分裂素的高合成和低降解導(dǎo)致了卷丹上部葉腋珠芽的形成。相關(guān)結(jié)論通過生理學(xué)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步得以驗(yàn)證。

 

　　該研究得到國家自然科學(xué)基金、國家科技支撐項(xiàng)目和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程的資助。蔬菜所百合課題組博士研究生楊盼盼為該論文的第一作者，明軍研究員為通訊作者。（通訊員 李海芬）

 

　　文章鏈接：http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fpls.2017.01508/full