植物器官（花、葉片、果實等）的脫落受多種環境因素和發育信號的影響，是一個被精確調控的過程。植物內源激素生長素和乙烯在植物器官脫落過程中起著核心調控作用，其他激素是否參與以及如何參與調控植物器官脫落還未明了。荔枝（Litchi chinensis Sonn.）是起源于我國的特色大宗果樹，其果實發育過程中有3-5次生理落果，是造成荔枝產量低而不穩的重要原因，已成為制約荔枝產業高質量發展的“瓶頸”問題。
近日，Horticulture Research在線發表了華南農業大學李建國課題組題為Brassinosteroids suppress ethylene-induced fruitlet abscission through LcBZR1/2-mediated transcriptional repression of LcACS1/4 and LcACO2/3 in litchi的研究論文（論文全文相關新聞鏈接https://mp.weixin.qq.com/s/agPtFsN5gYsSpXMrJFXLFw）。在本研究中，發現噴施外源BR類似物24-epibrassinolide（EBR），可有效抑制荔枝果實乙烯釋放，進而降低荔枝落果率，并對相關分子機理進行了解釋。
乙烯（ET）是誘導荔枝落果的關鍵內源激素。該論文結果表明，ET+EBR處理可顯著抑制ET單獨處理誘導的乙烯合成基因LcACO2/3和LcACS1/4的轉錄。體內和體外互作實驗結果證實，LcBZR1/2作為BR信號途徑關鍵的轉錄因子，可直接抑制LcACO2/3和LcACS1/4啟動子的活性。異源轉基因實驗證實LcBZR1/2可推遲擬南芥花器官脫落。同時，本論文也首次報道了擬南芥BZR1獲得性突變體具有顯著推遲花器官脫落的表型。
據此認為，在荔枝果實正常發育過程中，果實可能含有較高水平的BR，通過其信號轉導途徑中關鍵的轉錄因子LcBZR1/2直接抑制乙烯的生物合成而參與維持荔枝坐果狀態；當脫落信號來臨時，BR信號途徑可能被削弱，乙烯合成增強，落果發生。此外，這種調控機制可能在擬南芥花器官脫落過程中是保守的，后續的研究還在進行中。
本研究得到了國家自然科學基金（32072544, 32072514）、廣州市科技計劃重點項目（201804020063）及華南農業大學境外聯合培養項目（2019LHPY001）的資助。華南農業大學園藝學院博士研究生馬興帥為第一作者，亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室、園藝學院李建國研究員和趙明磊副研究員為本論文的通訊作者。
Horticulture Research 是由南京農業大學與自然出版集團（現Springer Nature）合作創辦的英文期刊，是Nature旗下唯一的園藝領域專刊。主要刊發園藝作物的基礎和理論研究。Horticulture Research 科睿唯安JCR2019影響因子：5.404，位于園藝一區（第1/36名），植物科學一區（第16/234名），遺傳學一區（第24/177名）。2020年中科院期刊分區（基礎版）：位于園藝小類一區，植物科學小類一區，遺傳學小類一區，農林科學大類一區（Top期刊）。入選中國科技期刊卓越行動計劃領軍類期刊。（文圖/園藝學院 張玉璽）
日期：2021-05-14
近日，Horticulture Research在線發表了華南農業大學李建國課題組題為Brassinosteroids suppress ethylene-induced fruitlet abscission through LcBZR1/2-mediated transcriptional repression of LcACS1/4 and LcACO2/3 in litchi的研究論文（論文全文相關新聞鏈接https://mp.weixin.qq.com/s/agPtFsN5gYsSpXMrJFXLFw）。在本研究中，發現噴施外源BR類似物24-epibrassinolide（EBR），可有效抑制荔枝果實乙烯釋放，進而降低荔枝落果率，并對相關分子機理進行了解釋。
乙烯（ET）是誘導荔枝落果的關鍵內源激素。該論文結果表明，ET+EBR處理可顯著抑制ET單獨處理誘導的乙烯合成基因LcACO2/3和LcACS1/4的轉錄。體內和體外互作實驗結果證實，LcBZR1/2作為BR信號途徑關鍵的轉錄因子，可直接抑制LcACO2/3和LcACS1/4啟動子的活性。異源轉基因實驗證實LcBZR1/2可推遲擬南芥花器官脫落。同時，本論文也首次報道了擬南芥BZR1獲得性突變體具有顯著推遲花器官脫落的表型。
據此認為，在荔枝果實正常發育過程中，果實可能含有較高水平的BR，通過其信號轉導途徑中關鍵的轉錄因子LcBZR1/2直接抑制乙烯的生物合成而參與維持荔枝坐果狀態；當脫落信號來臨時，BR信號途徑可能被削弱，乙烯合成增強，落果發生。此外，這種調控機制可能在擬南芥花器官脫落過程中是保守的，后續的研究還在進行中。
本研究得到了國家自然科學基金（32072544, 32072514）、廣州市科技計劃重點項目（201804020063）及華南農業大學境外聯合培養項目（2019LHPY001）的資助。華南農業大學園藝學院博士研究生馬興帥為第一作者，亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室、園藝學院李建國研究員和趙明磊副研究員為本論文的通訊作者。
Horticulture Research 是由南京農業大學與自然出版集團（現Springer Nature）合作創辦的英文期刊，是Nature旗下唯一的園藝領域專刊。主要刊發園藝作物的基礎和理論研究。Horticulture Research 科睿唯安JCR2019影響因子：5.404，位于園藝一區（第1/36名），植物科學一區（第16/234名），遺傳學一區（第24/177名）。2020年中科院期刊分區（基礎版）：位于園藝小類一區，植物科學小類一區，遺傳學小類一區，農林科學大類一區（Top期刊）。入選中國科技期刊卓越行動計劃領軍類期刊。（文圖/園藝學院 張玉璽）
日期：2021-05-14
