新发现:对于ACC在植物授粉、繁殖中作用的颠覆性认知

2020-10-14 23:19
国际种业前沿动态 2020年16期
关键词:乙烯激素作物

美国马里兰大学(UMD)的研究人员发现了一种名为ACC(1-氨基环丙烷基羧酸)的众所周知的植物分子的全新作用,对植物健康和作物生产至关重要,这是ACC可能作为一种植物激素独自发挥作用的第一个明确例子。这项研究结论发表在《自然通讯》(Nature Communications)上。

研究人员指出,ACC通过激活与人类和动物的神经系统反应类似的蛋白质,在授粉和种子生产中起着关键作用。这些发现不仅可以改变以往教科书中将植物反应归因于激素乙烯而不是ACC的“常识”,还为改善植物健康和作物产量的新研究打开了大门。

ACC在授粉和种子生产中的重要作用

这项研究最显著的成果是发现了一种新的植物生长调节剂或植物激素——ACC。ACC不是一个新发现的分子,但以前从未被认为是植物激素,而只是乙烯的前体。

乙烯是五大植物激素之一,人们对它的研究已经有一个多世纪了,它对植物健康和作物生产至关重要。在许多研究中,由于ACC是植物转化为乙烯的前体,并较乙烯使用方便,所以ACC被用來代替乙烯使用已有几十年的时间。因此,以往文献中认定的乙烯反应有可能属于ACC反应。

ACC在植物繁殖方面的重要作用

研究发现,胚珠中的ACC信号参与了花粉管的转动和花粉的有效传递,这对种子的产生至关重要。这可能是第一个说明母体胚珠组织如何帮助吸引花粉管的例子。并且,在ACC存在的情况下,种子数量几乎翻倍,这说明ACC的使用有助于提高某些作物的产量,对长期的粮食安全产生有利的影响。

此外,通过识别ACC活性的潜在受体,研究人员发现人类、动物和植物激素信号通路之间存在明显的联系。这一发现为植物生物学的研究开辟了一条全新的道路,并指出了人类和植物的相似之处,而这些相似之处目前还没有被很好地理解。

来源:马里兰大学

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