揭开花朵发育背后的激素编排

发布时间：2024-08-05 14:56:19 栏目：精选百科

导读 一项前沿研究揭示了决定中国兰花蕙兰季节性开花周期的复杂激素和遗传相互作用。这项研究揭示了花芽休眠及其随后激活的神秘机制，为控制植物...

一项前沿研究揭示了决定中国兰花蕙兰季节性开花周期的复杂激素和遗传相互作用。这项研究揭示了花芽休眠及其随后激活的神秘机制，为控制植物开花时间提供了新的视角。



植物花的发育是一个复杂的过程，受各种内在和外在因素的影响。赤霉素 (GA) 和脱落酸 (ABA) 等激素在调节这一过程中起着关键作用。对包括中国大花蕙兰在内的许多兰花来说，花芽休眠对于在逆境中生存和确保及时开花至关重要。尽管花芽分化和休眠具有重要意义，但我们对其背后的确切分子机制仍知之甚少。基于这些挑战，深入研究花发育的激素调控至关重要。

广东省观赏植物种质创新与利用重点实验室的研究人员在这一领域取得了重大进展。该研究发表在著名期刊《园艺研究》上(DOI：10.1093/hr/uhae073) ，整合蛋白质组学、转录组学和代谢组学分析，阐明了中国大花蕙兰花发育的调控网络。该研究强调了 GA 和 ABA 在花芽休眠和激活过程中的重要性，并提供了遗传和激素相互作用的详细视图。 该研究采用了全面的多组学方法，分析了中国蕙兰花发育六个阶段的蛋白质组学、转录组学和代谢组学数据。研究表明，GA 和 ABA 是花芽休眠和激活过程的核心调节剂。转录组和蛋白质组分析确定了 10 个在这些阶段发挥关键作用的基因模块。早期基因簇主要与开花时间调控和分生组织决定有关，而晚期基因簇与激素信号通路有关。代谢组学分析确定了 69 种潜在激素，突出了 GA 和 ABA 是关键的调控中心。外源 GA 的应用加速了芽的伸长并上调了花发育基因，而 ABA 的应用延长了休眠期。功能实验证实，GA 促进花芽生长，而 ABA 及其抑制剂调节休眠时间。此外，CsAPETALA1 (CsAP1) 被确定为 ABA 的靶标，影响花芽的激活和发育。这些发现表明 GA 和 ABA 在协调花卉转变方面存在复杂的相互作用，为园艺实践提供了宝贵的见解。 首席研究员杨凤喜博士强调了他们的研究结果的重要性，“了解中国蕙兰花卉发育的激素调控

兰花为管理观赏植物的开花周期提供了新的视角。我们的研究强调了赤霉素和脱落酸在芽休眠和激活中的拮抗作用，这可能导致园艺创新方法。通过操纵这些激素，我们可以潜在地提高各种兰花物种的开花效率和质量，使商业种植和保护工作都受益。”

从这项研究中获得的见解对园艺实践和商业兰花种植具有重要意义。通过了解激素对花朵发育的控制，种植者可以操纵 GA 和 ABA 水平来优化开花时间并提高花卉质量。这些知识还可以帮助开发具有所需开花特征的新兰花品种。此外，该研究的发现有助于更广泛的植物学研究，为探索其他多年生植物中的激素相互作用提供了一个框架，从而提高了农业生产力和可持续性。