抗性基因资源与分子发育北京市重点实验室

2023年12月29日，张根发教授课题组在Plant Growth Regulation（IF: 4.2）上发表论文，题为“New Advances in the Regulation of Stem Growth in Vascular Plants”，2022级硕士生彭琳军为第一作者，邴杰高级实验师和张根发教授为共同通讯作者。

植物茎的生长是植物地上部分的重要组成部分，它不仅影响植物的生物量，而且与植物对外界环境的防御有关。因此，茎生长的调控已引起越来越多的关注，并已被广泛研究。植物茎需要适宜的发育，以提高其对各种环境条件的适应性。茎生长期可分为茎伸长期和增粗期，分别属于茎的初生生长和次生生长。茎发育调控机制是由一个复杂的遗传网络，包括各种分子之间的相互作用，单独作用或与其它物质协调发挥作用。最近，植物激素被报道为茎生长的核心调节因子，并结合其他分子，如转录因子和非编码RNA。然而，很少有全面的论述植物茎生长发育及其调控分子机制的文章。本文针对植物激素、转录因子和非编码RNA在维管植物初生茎发育过程中参与主茎生长调控网络的作用机制，为今后的植物生长发育机制和植物构型改良提供重要的参考。

植物激素在调控植物生长发育以及对胁迫的应答中发挥非常重要的作用，各种植物激素之间通常是共同发挥调控作用。在某一生长发育过程中，比如调控细胞的伸长，生长素、细胞分裂素、赤霉素可能发挥主要作用，而在一些果实成熟中的过程中，乙烯发挥主要作用。越来越多的研究也表明，激素途径在转录水平上存在复杂的交叉调节的关系。植物激素是调控茎发育调控网络中的主干，转录因子、非编码RNA等可以作为植物激素调控通路中的上游或下游发挥作用，参与植物激素的整合，该网络是十分复杂的。在茎长发育调控中，主要通过细胞增殖和细胞伸长来调控；在茎粗发育调控中，主要是分为形成层、木质部和次生细胞壁的调控。图1和图2总结了近期在调节植物茎伸长和茎增粗过程的分子生物学机制，其中很多信号通路和具体调控机制还有待进一步研究。

 

 

 

图1 茎伸长过程的分子调控机制

 

图2 茎增粗过程的分子调控机制

 

本研究由国家自然科学基金（31872672）资助。

原文链接：https://doi.org/10.1007/s10725-023-01100-2