海藻糖代谢信号调控拟南芥分枝形成

来源：植物生物学

2020年10月17日，来自德国马克斯·普朗克分子植物生理研究所的Franziska Fichtner教授和John E.Lunn教授以共同通讯作者在国际著名期刊New Phytologist发表题为“Regulationof shoot branching in Arabidopsis by trehalose 6‐phosphate”的文章。该文揭示了海藻糖6-磷酸（Tre6P）作为一种蔗糖信号代谢产物，在拟南芥腋芽生长过程中发挥作用。

拟南芥中，海藻糖6-磷酸合成酶（TPS1）催化Tre6P的合成，异海藻糖-6-磷酸磷酸酶（TPP）催化Tre6P生成游离的海藻糖和磷酸。通过构建GUS和GFP报告基因系统，研究人员检测到TPS1在腋芽、叶腋的维管组织以及叶和茎的维管组织中表达。

通过在腋芽中异源表达TPP，降低Tre6P的含量后，抑制了分枝的形成。在长日照条件下，腋芽的长出明显受到了抑制；在短日照条件下，分枝的形成受到了抑制。

图1：过表达Tre6P抑制分枝的形成

进一步的研究显示，当维管组织中的Tre6P含量增加，可促进分枝的形成，并且开花关键基因FT和蔗糖运输关键基因的表达量也明显上调。

除此之外，在branched1突变体植株中增加Tre6P的含量同样能够促进植株的分枝。

该研究通过直接的遗传学证据，证明Tre6P在调节植物的腋芽生长中发挥作用，并且将Tre6P与通过FT调控的芽、分枝的发育网络联系在一起。

图2：Tre6P在拟南芥腋芽生长中的作用示意图

原文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.17006