年,独脚金内酯(strigolactone,SL)被鉴定为一种新型植物激素,在调控植物生长发育及环境适应性的多个方面具有重要功能,包括调控植物分枝、茎秆粗细和叶片形态等地上部分的株型,以及主根长度、侧根和根毛密度等地下部分的株型,还能介导植物生物/非生物逆境胁迫的抗性。
SL如何发挥生物学功能以及如何与其他激素发挥协同或拮抗作用一直是植物领域的重要科学问题。如今研究表明,SL与细胞分裂素(cytokinin,CK)、油菜素甾醇(brassinosteroids,BRs)、烟素(karrikins)等激素在部分生物学功能中均有直接联系。本文将介绍SL与这些激素的联合作用途径。
在独脚金内酯被鉴定为新型植物激素不久后,研究者认为独脚金内酯参与生长素渠化模型和第二信使模型调控腋芽生长发育的模型,但这两种模型并不是完全成熟的。年5月,PNAS在线发表李家洋研究组题为“StrigolactonepromotescytokinindegradationthroughtranscriptionalactivationofCYTOKININOXIDASE/DEHYDROGENASE9inrice”的研究论文,该论文阐述了水稻独脚金内酯与细胞分裂素间的调控机理,独脚金内酯人工合成类似物rac-GR24能够快速激活水稻细胞分裂素氧化酶/脱氢酶基因OsCKX9的表达,并且对细胞分裂素A型响应调节子基因OsRR5具有抑制效应,且这种抑制效应依赖于OsCKX9,证明OsRR5是在OsCKX9下游的一个独脚金内酯次级响应基因。该研究结果首次证明独脚金内酯与细胞分裂素之间存在直接的调控关系。
图1OsCKX9介导的独脚金内酯信号通路模型
在调控水稻分蘖方面,研究者发现油菜素甾醇也具有一定的功能。年12月,MOLECULARPLANT在线发表了来自华中农业大学王学路和孙世勇研究组合作题为“StrigolactonesandbrassinosteroidsantagonisticallyregulatethestabilityofD53OsBZR1