玉米性别决定的激素调控.pdf
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植物学报 Chinese Bulletin of Botany 2012, 47 (1): 65–73, doi: 10.3724/SP.J.1259.2012.00065 ·专题论坛· 玉米性别决定的激素调控 1, 2 1* 杨同文 , 李潮海 1河南农业大学, 河南省作物生长和发育调控重点实验室, 郑州 450002 2 周口师范学院, 植物遗传与分子育种重点实验室, 周口 466001 摘要 玉米(Zea mays)属典型的雌雄异花植物, 单性花的形成经历了复杂的性别决定过程。通过雄穗小花和雌穗下位花的 雌蕊原基以及雌穗小花雄蕊原基的选择性败育(或退化), 玉米最终形成正常的雌雄同株单性花。相关突变体的研究揭示, 玉 米性别决定涉及选择性细胞死亡、细胞保护及信号转导等复杂的过程。其中, 植物激素信号的调控在玉米性别决定过程中 处于核心地位。最近的研究表明, 赤霉素、细胞分裂素和茉莉酸类物质参与调控玉米性别决定过程。该文结合最新研究成 果, 综述了植物激素在玉米性别决定中的作用及其调控途径, 同时提出了研究中存在的问题, 并对该领域未来的研究方向 进行了展望。 关键词 玉米, 植物激素, 选择性败育, 性别决定 杨同文, 李潮海 (2012). 玉米性别决定的激素调控. 植物学报 47, 65–73. 玉米(Zea mays)通过性别决定形成具有功能的 (miRNA) 的调控、细胞的程序化死亡(programmed 单性花, 研究这一过程不仅能深化人们对其花的个体 cell death, PCD) 和细胞周期的停滞等复杂过程 发育和系统发育的理解, 而且对其杂交种的生产也具 (Cheng et al., 1983; Calderon-Urrea and Della- 有重要的实践意义。由于玉米在粮食生产中的地位显 porta, 1999; Kim et al., 2007; Chuck et al., 2007; 著且有大量突变体的积累, 玉米很早就成为单子叶植 Hultquist and Dorweiler, 2008)。同时, 通过对性别突 物遗传研究的经典系统。由于玉米具有缺少性染色 变体的研究发现了玉米控制性别决定的激素调控途 体、典型的雌雄同株异花、小花分生组织固定的发育 径, 显示植物激素在此过程中发挥关键作用。Calde- 模式及单性花发育等特点, 而成为研究植物性别决定 ron-Urrea和Dellaporta(1999)对赤霉素在玉米性别决 及其机理的模式植物。 定中的作用进行了较为深入的研究, 提出了赤霉素调 玉米性别决定的研究起始于性别突变体的发现 控性别决定的机制模型。最近的研究发现, 茉莉酸类 和分析(Veit et al., 1993; Chuck, 2010)。近一个世纪 物质和细胞分裂素也参与了玉米性别决定的调控过 在性别突变体的收集与遗传分析方面(Veit et al., 程(Young et al., 2004; Pineda Rodó et al., 2008)。 1993; Neuffer et al., 1997)及近年来在旧突变体有关 本文结合对性别决定突变体的分析, 重点综述了赤霉 基因的克隆与鉴定方面, 已取得了许多有意义的研究 素、细胞分裂素及茉莉酸类物质在玉米性别决定过程 成果, 提出了玉米性别决定过程中的调控途径 中的作用, 提出了可能的激素调控模式, 同时对该领 (Calderon-Urrea and Dellaporta, 1999; Yamasaki et 域研究中存在的问
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