来源：BioArt植物
由于不能移动，植物已经进化出多种适应性机制以应对不断变化的环境。叶片衰老是植物适应逆境的一种重要机制。在衰老过程中，老叶中的养分可以被转移到新叶或发育中的器官，以提高植物适应能力。研究表明，植物衰老的过程受到多种内源激素的调节，其中脱落酸、水杨酸、乙烯等通常会促进衰老而细胞分裂素则会抑制衰老过程【1】。除植物激素的调控外，细胞色素P450家族基因KLU也被报道在叶片和花发育中起关键作用。klu突变体表现出细胞数量减少以及叶、萼片和花瓣变小的表型；而KLU同源基因的异位过表达可以增大果实和种子【2-3】。这表明KLU的功能可能与细胞分裂素的作用有关，但是目前关于KLU和植物激素之间的相互作用及其对植物生理反应的调控方式仍不清楚。
近日，德国Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology 的Alisdair R. Fernie 课题组在Plant Physiology在线发表了一篇题为Multi-omics approach reveals the contribution of KLU to leaf longevity and drought tolerance 的研究论文，通过多组学联合分析的方法揭示了KLU调控植物衰老进程并影响抗旱性的机制。
该研究对野生型、klu突变体和KLU过表达株系进行了转录组和代谢组分析，发现KLU会协同抑制细胞分裂素分解代谢基因以及细胞分裂素响应的负调控基因，从而调控细胞分裂素稳态并激活相关信号传导。这进一步导致了KLU过表达株系的衰老延迟和klu突变体的衰老提前表型。因此，KLU可以通过介导细胞分裂素信号传导发挥叶片衰老的负调控功能。
Overview of the transcriptome changes
此外，通过组学联合分析，该研究发现KLU过表达导致硝态氮和铵态氮转运、氮同化以及脯氨酸代谢相关基因表达水平的升高，并引起叶片精氨酸、鸟氨酸和脯氨酸的组成型积累。基于KLU在细胞分裂素信号传导和脯氨酸积累中的功能，该研究进一步验证了KLU与植物耐旱性的关系，结果发现KLU过表达显著提高了拟南芥的抗旱能力并减少了水分损失。
综上所述，该研究表明KLU通过协同激活细胞分裂素信号传导和促进脯氨酸代谢调节叶片衰老和抗旱性。KLU是提高植物环境适应性的潜在靶标，对KLU表达水平的控制是提高农业生产力的一个重要策略。
参考文献
【1】Zwack PJ, Rashotte AM (2013) Cytokinin inhibition of leaf senescence. Plant Signal Behav 8: e24737
【2】Wang JW, Schwab R, Czech B, Mica E, Weigel D (2008) Dual effects of miR156-targeted SPL genes and CYP78A5/KLUH on plastochron length and organ size in Arabidopsis thaliana. Plant Cell 20: 1231-1243
【3】Ma M, Wang Q, Li Z, Cheng H, Li Z, Liu X, Song W, Appels R, Zhao H (2015) Expression of TaCYP78A3, a gene encoding cytochrome P450 CYP78A3 protein in wheat (Triticum aestivum L.), affects seed size. Plant J 83: 312-325
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