遮荫环境下植物是生长还是防御,这已经不是问题

2019-07-26 14:51:27 来源: 科技日报 作者: 瞿剑

科技日报北京7月25日电(记者瞿剑)植物在遮荫环境下,会面临一个类似“生存还是死亡”的选择,即生长还是防御。中国农科院生物技术研究所与华南农业大学合作,揭示了植物通过融合光敏色素信号途径与茉莉酸信号途径来平衡生长和防御反应的分子机制,对于耐密作物的培育具有重要的理论指导意义。相关研究成果在线发表于《植物细胞(Plant Cell)》。

据介绍,增加种植密度,可以提高作物的单产;但是密植度过高,会造成植株对光的互相遮挡。植物之间为了竞争更多的光照,会表现为茎秆伸长速度加快,产生避荫反应,最终开花提前完成生殖繁衍。此外,由于过度密植导致植物将更多的资源分配到生长上,使其对外部病原菌的防御能力降低,也对植物造成不利影响。因此,在耐密植作物育种过程中,需要育种家培育能够耐受避荫反应的作物新品种,以维持生长和防御的较好平衡。

植物在遮荫这种不利的生长环境下,如何将有限的资源合理分配到两个相对的事件中?过去的研究已发现遮荫情况下植物的快速生长受到光敏色素和多种激素的调控,但这些信号途径间的交互调控分子机制尚不清楚。研究人员发现光信号转导的重要因子FHY3和FAR1这两个蛋白,在植物面临遮荫时平衡生长和防御的过程中发挥着重要作用。一方面,FHY3和FAR1蛋白直接调节避荫反应基因的表达水平;另一方面,可以与茉莉酸信号途径相互作用,从而抑制植物遮荫时的过快生长以及提高其防御能力,最终使生长和防御维持在一个适当的水平。

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责任编辑: 刘莉
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