揭示竹子为何长得快

2022-07-11 09:42来源: 中国科学报

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  竹子是世界上生长速度最快的植物之一,如毛竹生长速度最快时每天可达114.5厘米。近日,南京林业大学竹类研究所教授魏强课题组联合美国康奈尔大学、国际竹藤中心等多个研究团队,在《植物细胞》上发表了研究论文。他们经过近8年的持续研究,明确了毛竹快速生长的细胞学基础及其潜在的生理与分子调控机制,揭示了环境因子—基因—竹子节间生长的协同机制,解开了毛竹快速生长之谜,创新了竹子的生长理论。

  研究人员通过分析中国17个毛竹主产区毛竹居群510根竹秆、12750个节间长度,结合高生长动力学分析,发现毛竹竹秆从下往上第18个节间是毛竹高生长的代表性节间。毛竹在进行快速生长时,有多达40个节间在同时进行不同程度的伸长生长。此外,毛竹节间生长是模块化生长,其生长中的节间包括细胞分裂区(最长达2厘米)、细胞伸长区(最长可达12厘米)与次生细胞壁增厚区。这些生长区每天最快可伸长11.8厘米,产生约5.7亿个细胞,同时沉积大量木质素和纤维素,远超其他植物的营养生长速度。

  研究者认为,赤霉素可能是直接诱导毛竹快速生长的主要激素;细胞分裂素减少和生长素积累是诱导细胞分裂区细胞停止分裂并开始伸长生长的潜在生理因素;脱落酸和机械压力可刺激次生细胞壁快速增厚。

  毛竹种群节间长度的差异可能是由快速生长引起的机械压力介导的一种权衡,并可能受环境温度与细胞分裂和伸长相关基因的共同调控。李晨

  相关论文信息:https://doi.org/10.1093/plcell/koac193

[责任编辑: 张梦凡 ]
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