日本理化学研究所联合农业食品产业技术研究机构和东京大学的研究团队,在世界上首次发现了阻碍植物“生长素”生物合成的抑制剂。这一发现为植物生长调控研究开辟了新途径。
植物生长素是一种关键的植物激素,参与调控植物生长发育的几乎所有阶段,包括根系和果实的生长、向光性、向地性等。例如,在黑暗环境中发芽的大豆,经光照后能迅速长出叶片进行光合作用;倒伏的植物最快可在30分钟内恢复直立,这些环境应答反应均依赖于生长素的动态分布。
尽管生长素在农业中具有巨大应用潜力,但其基础研究和应用长期滞后。原因在于:生长素在植物体内含量极低,生物合成途径复杂,且化学性质不稳定,导致设计其生物合成抑制剂极为困难。目前,农业上仅使用具有生长素活性的类似物作为除草剂或植物生长调节剂,但缺乏有效控制内源生长素作用的药剂。
研究团队对模式植物拟南芥进行了大规模遗传筛选,通过分析数据寻找可调控植物激素作用的化合物,最终发现两种候选抑制剂——AVG和AOPP。进一步功能研究确认,这两种化合物能有效阻碍生长素的生物合成。该成果将于4月发表在《植物和细胞生理学》期刊上。
研究人员指出,利用生长素生物合成抑制剂,可以培育出以往无法实现的生长素缺乏型植物,从而为解析生长素的功能及其复杂的合成路径提供有力工具。目前研究仍限于拟南芥等模式植物,未来计划将范围扩展至水稻、番茄等农作物,有望开发出控制植物生长的新型药剂和技术,推动农业栽培技术的革新。