科技日報記者 馬愛平 通訊員 衛斐 趙金鳳
近日，中國農業科學院作物科學研究所作物功能基因組研究創新團隊與澳大利亞昆士蘭大學合作，利用分子和遺傳學手段鑒定出蔗糖和獨腳金內酯在調控植物分枝過程中相互拮抗的分子靶點。相關研究成果在線發蔗糖和獨腳金內脂協同調控植物分枝/水稻分蘗的分子機理表在《新植物學家（New Phytologist）》上。
據中國農業科學院作物科學研究所研究員李學勇介紹，植物分枝受多種因素的調控。生長素和獨腳金內酯抑制植物分枝，而糖和細胞分裂素促進植物分枝的產生。生長素對植物分枝的抑制作用部分是由獨腳金內酯介導的。頂端優勢通過生長素的分布影響植物株型。切除莖尖后可以打破植物的頂端優勢，但生長素處理并不足以恢復頂端優勢。最初的芽生長與莖中生長素的消耗無關，而是與糖向芽的快速移動有關。已有研究指出糖和獨腳金內酯協同調控植物分枝和分蘗，但二者相互作用的機理并不清楚。
（蔗糖和獨腳金內脂協同調控植物分枝/水稻分蘗的分子機理）
該研究發現蔗糖能夠拮抗獨腳金內酯對水稻分蘗的抑制作用。在機制水平上，蔗糖促進獨腳金內酯關鍵負調節因子D53蛋白的積累，并拮抗獨腳金內酯誘導的D53蛋白的降解。蔗糖可以抑制編碼泛素連接酶的D3基因的轉錄，而過表達D3可以解除高濃度蔗糖對D53蛋白的穩定作用和對分蘗的促進作用。蔗糖也能夠阻止獨腳金內酯誘導的D14蛋白的降解，過表達D14能夠促進D53蛋白的積累和蔗糖誘導的分蘗。該研究在分子水平上揭示了蔗糖和獨腳金內酯相互作用來調控分枝和分蘗的機理。
該研究得到了國家自然科學基金委、農業農村部、國家留學基金委等項目的資助。
（中國農業科學院作物科學研究所供圖）
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