生命科学学院瞿礼嘉实验室在植物株型的调控机制上取得重要进展

新年伊始，《美国科学公共图书馆•遗传》（PLOS Genetics）在线发表了生命科学学院瞿礼嘉研究组题为“ADP1 affects plant architecture by regulating local auxin biosynthesis”的研究论文，揭示了一类以ADP1为代表的多药物及毒性化合物外排转运蛋白（multidrug and toxic compound extrusion, MATE）的功能是通过影响植物重要激素生长素（auxin）的合成途径来调控植物株型的形态建成。

长期以来，植物株型形成的分子遗传机制一直是发育生物学研究的热点。高等植物由于植株高度、分枝模式、节间距离以及叶序形态的不同从而呈现出不同的植株形态。植株的形态不仅是植物分类的重要指标，也是农艺生产中的重要性状，直接影响植物的光合作用效率以及养料利用率，并可最终影响作物的结实率。因此，植物株型建成的分子遗传学机制对于更好地利用基因工程技术改良植物株型、提高作物产量方面也具有潜在的应用价值。

瞿礼嘉实验室通过正向遗传学方法找到了以一类ADP1为代表的MATE转运蛋白，ADP1在拟南芥的侧芽及茎尖分生组织中高表达，过量表达ADP1导致植株株型变矮、分枝增多；但有意思的是，重要的植物激素生长素的信号却降低了。进一步的实验发现，人为地提高生长素生物合成的水平，可以使得多分枝的植株恢复到正常分支水平，这说明，ADP1蛋白通过参与生长素合成途径调控生长素在植物中的内稳态（homeostasis），从而影响植物株型的形态建成。该项研究表明，这类以ADP1为代表的MATE转运蛋白很有可能参与运输生长素合成途径中的重要因子，这不仅提出了生长素稳态调控的一种新的机制，同时也对植物株型分子调控的机理研究有指导意义。该文的共同第一作者为该实验室的研究生李瑞熙和李洁如。该项目开展得到了国家自然科学基金重点项目的支持。