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The Crop Journal

花匠小妙招
2024-11-13 04:39

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独脚金内酯作为一种新型的植物激素，最早被发现其能够促进列当种子的萌发、丛枝菌的根生长和抑制植物分枝。后续研究发现独脚金内酯在调控植物叶片发育、衰老、茎的次生生长、抵抗生物和非生物胁迫等方面均有重要作用。独脚金内酯主要合成于植物根系中，且能够通过信号转导途径调控植物根系的生长发育，但其作用机制以及与其他激素和信号物质之间的相互作用还有待进一步研究。

近日，中国科学院东北地理与农业生态研究所李伟强课题组联合河南农业大学水稻团队、美国德州理工大学Lam-Son Phan Tran教授合作在The Crop Journal在线发表了题为“Strigolactones interact with other phytohormones to modulate plant root growth and development”的综述，全面总结了独脚金内酯在植物根系生长发育过程中的作用，以及与其他激素和信号物质在调控根系生长发育过程中的互作机制。

论文首先阐明了双子叶植物（拟南芥为代表的直根系）和单子叶植物（水稻为代表的须根系）的基本根系形态（图1）。随后论述了独脚金内酯在拟南芥和水稻体内的合成和调控根系发育的信号路径（图2），以及与烟素（karrikin）在调控拟南芥根系生长发育过程中的信号途径。进一步系统总结了独脚金内酯在调控水稻、拟南芥等植物主根和种子根伸长，不定根、侧根和根毛生长发育过程中的作用和依赖条件（图3和图4），分析其在不同物种根系生长发育过程的相似功能和不同功能。最后总结了独脚金内酯与其他激素或信号分子（生长素、细胞分裂素、乙烯、烟素）在调控植物根系生长发育过程中的互作机制（图5），论述了其通过调控植物根系生长发育提高土壤水分和养分利用效率的重要意义，同时为深入研究独脚金内酯调控植物根系生长发育的作用和机制提供了更多的方法和思路。

图1 拟南芥（双子叶植物）和水稻（单子叶植物）的根系形态

图2 独脚金内酯的生物合成、信号转导途径以及对根系的生长发育调控

图3 独脚金内酯和烟素在拟南芥体内调控根系发育的信号转导途径

图4 独脚金内酯在拟南芥和水稻根系生长发育过程中的作用

图5 独脚金内酯在调控拟南芥和水稻根系生长发育过程中与生长素、细胞分裂素和乙烯的互作关系

作者和基金项目

河南农业大学孙虎威副教授为该文第一作者，中国科学院东北地理与农业生态研究所李伟强研究员和美国德州理工大学Lam-Son Phan Tran教授为共同通信作者，河南大学苗雨晨教授也参与了该文的写作。该研究得到国家自然科学基金项目（31601821，31770300）、中国科学院战略重点研究项目（XDA28110100）、国家重点研发计划项目（2018YFE0194000, 2018YFD0100304, 2016YFD0101006）以及河南省农业科研系统专项资金（HARS-22-03-G3）的资助。中国科学院东北地理与农业生态研究所李伟强研究员团队多年来一直致力于独脚金内酯和烟素信号途径研究，已在Trends in Plant Science、Plant Physiology、PLOS Genetics、Plant Journal、The Crop Journal 等学术期刊上发表多篇高水平综述和研究论文。

THE CROP JOURNAL

The Crop Journal英文宣传片，敬请收看！

The Crop Journal (《作物学报（英文版）》)是中国科协主管，中国作物学会、中国农业科学院作物科学研究所和中国科技出版传媒股份有限公司共同主办的学术期刊，创刊于2013年10月。办刊宗旨为刊载作物科学相关领域最新成果，开展国际学术交流，促进我国作物科学研究水平及国际影响力的提升。主要刊登农作物遗传育种、耕作栽培、生理生化、生态、种质资源以及与农作物有关的生物技术、生物数学、农业气象等领域以第一手资料撰写的研究论文、研究简报以及专题综述等。2021年The Crop Journal的SCI影响因子为4.647，在JCR农学和植物学两个学科位于Q1区，并位列中科院分区农林类期刊一区。2019–2023年获中国科技期刊卓越行动计划重点项目资助。