
根系对于植物有效获取养分和水分至关重要。 与植物的初级根系相比,单子叶谷物的根几乎完全由复杂的纤维系统和大量不定根 (AR) 组成。 AR 形成是胚后根从茎基开始的过程,它受到严格监管,以防止宝贵的植物资源因非必需的根形成而流失。 缺乏稳定可靠的形态学数据使得研究控制 AR 生长的生理和分子机制变得困难。 然而,对 AR 发育的全面了解应该对操纵根系结构具有重要意义,这有助于提高作物产量和优化农业土地利用。
几种植物激素控制 AR 的形成,其中生长素起着关键作用。 Indole-3-acetic acid (IAA) 是植物中活性生长素的主要形式,它诱导 AR 和侧根 (LR) 的形成。 独脚金内酯 (SL) 及其衍生物是植物激素,最近被确定为调节根系发育。 本研究考察了 SL 是否在介导水稻不定根 (ARs) 的产生中发挥作用(水稻), 并且还研究了 SL 和生长素之间可能的相互作用。
孙虎伟、陶金元、侯萌萌、黄双杰、陈思、梁志豪、谢天宁等。 (2015) 水稻不定根的形成需要独脚金内酯信号。 Annals of Botany DOI:10.1093/aob/mcv052
独脚金内酯 (SL) 及其衍生物是植物激素,最近被确定为调节根系发育。 本研究考察了 SL 是否在介导水稻不定根 (ARs) 的产生中发挥作用(水稻), 并且还研究了 SL 和生长素之间可能的相互作用。 野生型 (WT)、SL 缺陷型 (d10) 和 SL 不敏感 (d3) 水稻突变体用于研究生长素分布实验中的 AR 发育,该实验考虑了 DR5::GUS 活性、[3H] indole-3-acetic酸 (IAA) 转运和生长素转运蛋白基因的相关表达。 研究了外源施用 GR24(一种合成的 SL 类似物)、NAA(α-萘基乙酸,外源生长素)和 NPA(N-1-萘基邻苯二甲酸,一种极性生长素转运抑制剂)对水稻 AR 幼苗发育的影响。 与野生型相比,SL 生物合成和信号传导受损的水稻 d 突变体表现出减少的 AR 产量。 GR24 的应用增加了 d10 的 AR 数量和每个分蘖的平均 AR 数量,但在 d3 中没有。 这些结果表明水稻 AR 的生产受到 SL 的正向调控。 在 d 突变体中发现更高的内源性 IAA 浓度、更强的 DR5::GUS 表达和更高的 [3H] IAA 活性。 外源性 GR24 应用降低了 DR5::GUS 的表达,可能表明 SLs 通过抑制极性生长素运输来调节 AR 形成。 无论外源性应用 NAA 或 NPA,WT 和 d10 和 d3 突变体都具有相似的 DR5::GUS 表达; 然而,WT 中的 AR 数大于 d 突变体。 结果表明,AR 的形成受 SLs 通过 D3 反应途径的正调控。 NAA 应用的积极影响和 NPA 应用对 WT 植物 AR 数量的相反影响也表明生长素对 AR 形成的重要性,但生长素和 SLs 之间的相互作用是复杂的。