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青海云杉球果早期分化机制取得新进展

来源：花匠小妙招时间：2025-10-09 10:55

针叶树球果产量不足和年份不稳定极大地限制了针叶树良种在大规模国土绿化中的应用。赤霉素和乙烯是针叶树花发育中最重要的性别调控因子，然而目前对其在针叶树中的作用机制知之甚少。为研究针叶树的性别决定机制，中国林科院林业所林木遗传育种国家重点实验室王军辉课题组对青海云杉 (Picea crassifolia Kom.) 雌雄球花进行了多年的跟踪分析，以确定其雌花芽、雄花芽以及营养芽的分化窗口期以及精准采样方法，并对分化前和分化后的雌化芽、雄化芽以及营养芽进行了转录组分析。研究结果表明青海云杉雌化芽、雄化芽以及营养芽的分化发生在形态分化之前。利用液相高分辨高精密度质谱 (LC-HRMS) 技术定量了GA1、GA3、GA9和GA15在不同样品中的含量。转录组共检测到16个GA合成代谢相关基因、9个乙烯重要前体ACC合成基因(ACS)。GA合成代谢基因在芽的分化前后变现出不同的富集变化趋势，而8个ACS中的5个在分化前的雄化芽中出现2到10倍的富集表达。系统进化分析显示青海云杉中的ACS主要与ACS7、ACS10或ACS12聚类，而缺少ACS2和ACS11的同源基因。赤霉素激活生殖转变并对雄化芽的分化有抑制作用，乙烯可能通过抑制赤霉途径而有利于雄化芽的分化，最后提出了一个针叶树球果分化调控机制模型。研究结果在线发表在Trees（https://doi.org/10.1007/s00468-021-02105-y）。论文第一作者为林木遗传育种国家重点实验室的朱天擎助理研究员，通讯作者王军辉研究员。研究得到中国林科院基本科研业务费专项资金项目 “对云杉球果性别决定机制的研究”资助。（朱天擎/重点实验室）