植物生长的基本前提是枝条向上生长,根向下生长。为什么垂枝树品种违背了这种自然生长模式?
一项开创性的研究发现了一种蛋白质 WEEP,它在垂枝桃树等垂枝树中的缺失会导致由于生长素分布的改变而导致枝条向下生长。这一发现可以通过实现果树更紧密的种植、潜在地提高生产力和优化空间来彻底改变果园管理。
植物生长的基本前提是枝条向上生长,根向下生长。美国植物生物学家协会出版的国际领先学会期刊《植物生理学》上发表的一项新研究揭示了一个令人着迷的问题的答案:为什么垂枝树品种违背了这种自然生长模式?
研究人员发现了垂桃树中缺失的一种名为 WEEP 的蛋白质。他们的结果表明,仅一个基因中的 DNA 缺失就会完全改变生长素激素的定位,从而导致芽像根一样向下生长。
该研究的通讯作者 Courtney Hollender 博士指出:“它为如何创建生长素梯度的难题带来了新的难题。” “我们很兴奋也很惊讶地发现了一些新的东西,涉及所有植物中都存在的基因,但并未从拟南芥研究中发现。”
垂枝树中生长素的分布
与标准桃枝相比,垂枝桃枝在其芽尖处具有翻转的生长素分布。垂枝枝尖的上部组织(而不是下侧的组织)中生长素响应基因的表达较高,这意味着垂枝的向下生长是由于枝尖上侧的生长素浓度较高所致。
“通过确定与树木如何预先确定和调节树枝方向相关的机制,我希望开发新的育种策略和文化实践,使果树能够轻松且经济地紧密地生长在狭窄的行中,以形成结果墙”,Hollender 说正在研究垂枝桃树,以优化果园管理和果树生产。 “我们的研究强调了植物的微小变化如何产生如此大的影响。”
参考文献:
“反抗重力:WEEP 通过建立不对称的生长素梯度促进桃树的负向地性” 作者:Andrea R Kohler、Andrew Scheil、Joseph L Hill、Jeffrey R Allen、Jameel M Al-Haddad、Charity Z Goeckeritz、Lucia C Strader、Frank W Telewski 和 Courtney A Hollender,2024 年 2 月 15 日,植物生理学。
DOI:10.1093/plphys/kiae085