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来源：花匠小妙招时间：2024-11-08 14:06

石蒜属植物（Lycoris Herb.）因其花色丰富、花型独特、抗性强及鳞茎富含生物碱等活性成分的特性，兼具观赏及药用价值，并具有极高的园林应用开发潜力。近日，International Journal of Molecular Sciences（IF5=6.132）在线发表了浙江大学夏宜平教授团队题为Early Sucrose Degradation and the Dominant Sucrose Cleavage Pattern Influence Lycoris sprengeri Bulblet Regeneration In Vitro的研究论文。该论文以石蒜属的换锦花（Lycoris sprengeri ）无性系小鳞茎为外植体，通过调节培养基中6-苄基腺嘌呤（BA）浓度，建立高效和低效的体外鳞茎发生体系开展对比研究，揭示了早期蔗糖卸载方式对石蒜属植物小鳞茎发生的调控机制。

近年来，石蒜属植物在城乡园林应用及药物研发等方面的需求激增，但其种球自然繁殖率低，目前尚未解决人工繁殖难题，而野生资源被采挖、破坏严重，极大地限制了其产业化生产和园林应用。解析石蒜鳞茎发生机理、培育高产种质，有利于高效开发、利用及保护我国特产石蒜属植物资源，对于提高其无性繁殖效率、建立高效人工繁育体系、促进产业化生产具有重要的理论及实践意义。通过构建离体高、低鳞茎发生体系开展对比研究发现：BA的施用没有改变各处理组间小鳞茎发生及发育的生物学过程，但促进了蔗糖和可溶性总糖含量的快速下降。相关性分析表明，BA处理改变了小鳞茎发生过程中非结构性碳水化合物和内源激素含量及变化率之间的互作关系。

图1 换锦花鳞茎组织特征

及增殖小鳞茎对BA处理响应的统计分析

该研究发现，两个编码蔗糖分解酶的基因，细胞壁蔗糖转化酶（Cell wall invertase，CWIN）和蔗糖合酶（Sucrose synthase，SuSy），在换锦花小鳞茎发生早期表现出完全相反的表达模式。此外，获得更多小鳞茎的发生体系中 LsCWIN2 基因的表达显著高于获得较少小鳞茎的的发生体系。本研究证明了换锦花小鳞茎发生过程中BA在促进蔗糖分解和影响小鳞茎发生早期主要蔗糖卸载途径方面的重要作用。研究表明，在感受态阶段（Competence stage），相对活跃的CWIN调控的蔗糖卸载途径可能更加有利于促进小鳞茎发生，从而影响鳞茎产量。

图2 基于蔗糖分解模式的角度

研究石蒜属植物离体小鳞茎发生早期的调控模型

资助基金：

该研究得到了国家自然科学基金（32101571）和浙江省农业新品种重大专项花卉育种专项基金（2021C02071-6）的共同资助。

团队介绍：

浙江大学园林研究所博士后任梓铭、研究生徐蕴晨为该论文共同第一作者。夏宜平教授和浙江理工大学吴昀副教授为共同通讯作者。夏宜平教授团队多年来围绕我国原产重要园林植物的鳞茎发育（球根花卉百合、石蒜），芽休眠（宿根花卉芍药、鸢尾）和抗逆性（杜鹃花）等问题开展分子机理研究。球根研究团队立足我国石蒜属资源优势，针对小鳞茎发生及发育过程开展长期研究，旨在解析石蒜鳞茎发生机理，在保护资源的基础上，高效开发利用这一重要植物资源，推广其园林应用。

全文链接 :

https://doi.org/10.3390/ijms222111890