植物激素是由植物自身代謝產(chǎn)生的一類微量化合物,能從產(chǎn)生部位移動(dòng)到作用部位,在極低濃度下就有明顯的生理效應(yīng)。它們都是些簡單的小分子有機(jī)化合物,但它們的生理效應(yīng)卻非常復(fù)雜與多樣,從影響細(xì)胞的分裂、伸長、分化,到影響植物發(fā)芽、生根、開花、結(jié)實(shí)、性別決定、休眠和脫落等。所以,植物激素對高等植物的生長發(fā)育有非常重要的調(diào)節(jié)控制作用。但是,植物激素起源于何時(shí)、植物激素如何進(jìn)化、在原始的單細(xì)胞植物即微藻中植物激素是否存在、是否有功能等關(guān)鍵問題,還存在很大爭議。
近日,中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所單細(xì)胞研究中心副研究員路延篤和研究員徐健針對五類植物激素(生長素、脫落酸、細(xì)胞分裂素、乙烯和赤霉素),通過比較基因組學(xué)和代謝重建,全面剖析了其合成途徑和信號通路在微藻中的分布和進(jìn)化規(guī)律。進(jìn)而,通過系統(tǒng)地總結(jié)該團(tuán)隊(duì)和業(yè)界的最新研究成果,明確提出了以下三個(gè)觀點(diǎn):首先,微藻中存在著功能性的植物激素代謝途徑;其次,微藻中存在前所未知、與高等植物迥異的植物激素信號傳導(dǎo)途徑;第三,微藻內(nèi)源性植物激素的研究和利用,將為微藻生物燃料產(chǎn)業(yè)的突破提供巨大的機(jī)會(huì)。
這些學(xué)術(shù)觀點(diǎn)引起了國際同行的高度關(guān)注,并被遴選為封面文章發(fā)表于2015年5月期的Trends? in? Plant? Science。該項(xiàng)研究受到了國家自然科學(xué)基金委青年基金、科技部“973”等項(xiàng)目的資助。