植物避蔭反應(yīng)分子調(diào)控機(jī)制獲揭示

日前，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所與華南農(nóng)業(yè)大學(xué)合作，揭示植物在遮蔭環(huán)境下通過(guò)融合光敏色素信號(hào)途徑與茉莉酸信號(hào)途徑來(lái)平衡生長(zhǎng)和防御反應(yīng)的分子機(jī)制，對(duì)耐密作物培育有重要理論指導(dǎo)意義。研究成果在線發(fā)表在《植物細(xì)胞》（Plant Cell）上。

增加密植，可以提高作物的單產(chǎn)。但是，種植密度的過(guò)度提高，會(huì)造成植株對(duì)光的互相遮擋。為了與周?chē)闹参锔?jìng)爭(zhēng)更多的光照，植物會(huì)表現(xiàn)為莖稈伸長(zhǎng)速度加快，產(chǎn)生避蔭反應(yīng)，最終提前開(kāi)花完成生殖繁衍。此外，過(guò)度的密植使植物對(duì)外部病原菌的防御能力降低，對(duì)植物造成不利的影響。因此，在耐密植作物育種過(guò)程中，需要育種家培育能夠耐受避蔭反應(yīng)的作物新品種，使生長(zhǎng)和防御維持較好的平衡。

當(dāng)生長(zhǎng)在遮蔭這種不利的生長(zhǎng)環(huán)境下時(shí)，植物需要做出一個(gè)決定：生長(zhǎng)還是防御？過(guò)去研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)遮蔭情況下植物的快速生長(zhǎng)受到光敏色素和多種激素調(diào)控，但這些信號(hào)途徑間交互調(diào)控分子機(jī)制尚不清楚。

現(xiàn)在，研究人員發(fā)現(xiàn)光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要因子FHY3和FAR1這兩個(gè)蛋白在植物面臨遮蔭時(shí)生長(zhǎng)和防御的平衡過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。一方面，F(xiàn)HY3和FAR1蛋白直接調(diào)節(jié)避蔭反應(yīng)基因的表達(dá)水平，另一方面，它們可與茉莉酸信號(hào)途徑相互作用，從而抑制植物遮蔭時(shí)的過(guò)快生長(zhǎng)以及提高其防御能力，最終使生長(zhǎng)和防御維持在一個(gè)適當(dāng)?shù)乃健?/p>