植物器官（花、葉片、果實等）的脫落受多種環(huán)境因素和發(fā)育信號的影響，是一個被精確調(diào)控的過程。植物內(nèi)源激素生長素和乙烯在植物器官脫落過程中起著核心調(diào)控作用，其他激素是否參與以及如何參與調(diào)控植物器官脫落還未明了。荔枝（Litchi chinensis Sonn.）是起源于我國的特色大宗果樹，其果實發(fā)育過程中有3-5次生理落果，是造成荔枝產(chǎn)量低而不穩(wěn)的重要原因，已成為制約荔枝產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的“瓶頸”問題。
近日，Horticulture Research在線發(fā)表了華南農(nóng)業(yè)大學(xué)李建國課題組題為Brassinosteroids suppress ethylene-induced fruitlet abscission through LcBZR1/2-mediated transcriptional repression of LcACS1/4 and LcACO2/3 in litchi的研究論文（論文全文相關(guān)新聞鏈接https://mp.weixin.qq.com/s/agPtFsN5gYsSpXMrJFXLFw）。在本研究中，發(fā)現(xiàn)噴施外源BR類似物24-epibrassinolide（EBR），可有效抑制荔枝果實乙烯釋放，進(jìn)而降低荔枝落果率，并對相關(guān)分子機(jī)理進(jìn)行了解釋。
乙烯（ET）是誘導(dǎo)荔枝落果的關(guān)鍵內(nèi)源激素。該論文結(jié)果表明，ET+EBR處理可顯著抑制ET單獨處理誘導(dǎo)的乙烯合成基因LcACO2/3和LcACS1/4的轉(zhuǎn)錄。體內(nèi)和體外互作實驗結(jié)果證實，LcBZR1/2作為BR信號途徑關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子，可直接抑制LcACO2/3和LcACS1/4啟動子的活性。異源轉(zhuǎn)基因?qū)嶒炞C實LcBZR1/2可推遲擬南芥花器官脫落。同時，本論文也首次報道了擬南芥BZR1獲得性突變體具有顯著推遲花器官脫落的表型。
據(jù)此認(rèn)為，在荔枝果實正常發(fā)育過程中，果實可能含有較高水平的BR，通過其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子LcBZR1/2直接抑制乙烯的生物合成而參與維持荔枝坐果狀態(tài)；當(dāng)脫落信號來臨時，BR信號途徑可能被削弱，乙烯合成增強(qiáng)，落果發(fā)生。此外，這種調(diào)控機(jī)制可能在擬南芥花器官脫落過程中是保守的，后續(xù)的研究還在進(jìn)行中。
本研究得到了國家自然科學(xué)基金（32072544, 32072514）、廣州市科技計劃重點項目（201804020063）及華南農(nóng)業(yè)大學(xué)境外聯(lián)合培養(yǎng)項目（2019LHPY001）的資助。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院博士研究生馬興帥為第一作者，亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點實驗室、園藝學(xué)院李建國研究員和趙明磊副研究員為本論文的通訊作者。
Horticulture Research 是由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)與自然出版集團(tuán)（現(xiàn)Springer Nature）合作創(chuàng)辦的英文期刊，是Nature旗下唯一的園藝領(lǐng)域?qū)？?。主要刊發(fā)園藝作物的基礎(chǔ)和理論研究。Horticulture Research 科睿唯安JCR2019影響因子：5.404，位于園藝一區(qū)（第1/36名），植物科學(xué)一區(qū)（第16/234名），遺傳學(xué)一區(qū)（第24/177名）。2020年中科院期刊分區(qū)（基礎(chǔ)版）：位于園藝小類一區(qū)，植物科學(xué)小類一區(qū)，遺傳學(xué)小類一區(qū)，農(nóng)林科學(xué)大類一區(qū)（Top期刊）。入選中國科技期刊卓越行動計劃領(lǐng)軍類期刊。（文圖/園藝學(xué)院 張玉璽）
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