近日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陶利珍/劉太波課題組，聯(lián)合華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院、果蔬園藝作物種質(zhì)創(chuàng)新與利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉繼紅課題組，在中科院一區(qū)TOP期刊Plant Biotechnology Journal（五年影響因子：11.6）上發(fā)表題為“Polyamines: pleiotropic molecules regulating plant development and enhancing crop yield and quality”的綜述文章。
植物多胺（Polyamines）主要包括腐胺（Put）、亞精胺（Spd）、精胺（Spm）和熱精胺（T-Spm）等。多胺在細(xì)胞分裂、維管發(fā)育、果實(shí)成熟、衰老，以及生物脅迫和非生物脅迫響應(yīng)中發(fā)揮重要作用。近年來(lái)的研究表明，多胺穩(wěn)態(tài)的維持對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育和抗逆性具有至關(guān)重要的作用。植物體內(nèi)多胺穩(wěn)態(tài)主要通過(guò)其合成與代謝途徑的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)來(lái)維持（圖1）。
圖1，多胺穩(wěn)態(tài)維持依賴于合成與代謝途徑的平衡
多胺作為一類(lèi)多功能的信號(hào)分子，其可單獨(dú)或者通過(guò)與生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素、乙烯、脫落酸、茉莉酸等植物激素相互作用，形成復(fù)雜的信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)共同參與各種生長(zhǎng)發(fā)育與抗性過(guò)程。這些過(guò)程包括常見(jiàn)的根、莖、葉、花、果實(shí)等的發(fā)育，種子的萌發(fā)，器官的成熟與衰老，以及活性氧大爆發(fā)ROS介導(dǎo)的程序性細(xì)胞死亡（PCD）等過(guò)程（圖2）。
圖2，多胺與其它激素互作調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育
近年來(lái)，育種家和植物學(xué)家嘗試通過(guò)各種手段提高作物的產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。多胺作為一類(lèi)具有強(qiáng)生物活性的信號(hào)分子，其在作物遺傳改良上的應(yīng)用潛力也正在被挖掘。已有研究表明，通過(guò)調(diào)控體內(nèi)多胺水平能提高水稻產(chǎn)量和改善番茄的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及保存時(shí)間（圖3）。
總之，本文系統(tǒng)的總結(jié)多胺在生長(zhǎng)發(fā)育上的調(diào)控作用，及其在作物產(chǎn)量與品質(zhì)改良上的應(yīng)用價(jià)值，為實(shí)現(xiàn)作物精準(zhǔn)分子設(shè)計(jì)育種提供理論基礎(chǔ)。
圖3，多胺在水稻和番茄的產(chǎn)量與品質(zhì)改良上的應(yīng)用
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的劉太波副教授和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的劉繼紅教授為共同通訊作者。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的碩士研究生楊海珊和方茵茵為共同第一作者，陶利珍教授為該工作提供了寶貴的支持與指導(dǎo)。本研究得到了“十四五”廣東省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新十大主攻方向“揭榜掛帥”項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.14440
文圖/生命科學(xué)學(xué)院
