植物激素是由植物自身代谢产生的一类微量化合物,能从产生部位移动到作用部位,在极低浓度下就有明显的生理效应。它们都是简单的小分子有机化合物,但生理效应却非常复杂与多样,从影响细胞的分裂、伸长、分化,到影响植物发芽、生根、开花、结实、性别决定、休眠和脱落等。因此,植物激素对高等植物的生长发育具有重要的调节控制作用。然而,植物激素的起源、进化历程,以及在原始单细胞植物——微藻中是否存在植物激素及其功能等关键问题,仍存在很大争议。
近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞研究中心副研究员路延笃和研究员徐健,针对五类植物激素(生长素、脱落酸、细胞分裂素、乙烯和赤霉素),通过比较基因组学和代谢重建,全面剖析了其合成途径和信号通路在微藻中的分布和进化规律。进而,通过系统总结该团队和业界的最新研究成果,明确提出了以下三个观点:首先,微藻中存在功能性的植物激素代谢途径;其次,微藻中存在前所未知、与高等植物迥异的植物激素信号传导途径;第三,微藻内源性植物激素的研究和利用,将为微藻生物燃料产业的突破提供巨大机会。
这些学术观点引起了国际同行的高度关注,并被遴选为封面文章发表于2015年5月期的Trends in Plant Science。该项研究受到了国家自然科学基金委青年基金、科技部“973”等项目的资助。