文章作者：肖浪涛课题组

发表单位：湖南农业大学

中文核心期刊：分子植物育种

研究背景

马铃薯块茎发育包括匍匐茎形成和生长，块茎诱导，发生和生长四个时期。马铃薯块茎诱导机制的研究对提高马铃薯产量和品质具有重要意义。块茎的形成是外部环境因素与内部激素信号相互作用的复杂过程，通常与激素相互作用有关。因此，为了阐明几种主要植物激素在马铃薯块茎形成中的作用，采用lc-ms/ms法测定了马铃薯品种“PB06”和品种“会 -2”块茎发育不同阶段植物激素ABA、GA3、JA3和IAAA含量的动态变化。

研究处理与分析

匍匐茎膨大后，两个品种叶片及块茎中 GA3 的含量均急剧下降（GA 在块茎形成过程中的作用最为肯定，它具有抑制或延迟块茎形成的作用）；IAA 含量峰值出现在匍匐茎膨大时，并且在之后匍匐茎的膨大中仍然维持高含量水平。试验结果表明IAA 对匍匐茎的伸长是必要的，并且在匍匐茎膨大期仍然维持较高水平。

无论是在叶片还是匍匐茎/块茎中，脱落酸（ABA）的含量都随着块茎的发育而增加，两个品种‘会 -2’及‘PB06’的趋势一致。随着块茎的发育，匍匐茎/块茎中 JA 的含量逐渐增加。

结果表明，IAA 及 GA3 对匍匐茎的伸长是必要的，ABA、JA 是诱导块茎形成的正调控因子，GA3 为负调控因子。该研究结果对开展植物激素调控块茎形成 机理的研究具有重要的支撑作用。

讨论

图注：块茎发育不同时期 GA3/ABA, IAA/ABA 比值

A: 会 -2; B: PB06; C: 会 -2; D: PB06; A,B: GA3/ABA; C,D: IAA/ABA

不同的植物激素间存在互作，在块茎形成中亦存在植物激素的互作，随着块茎的发育 GA3/ABA、 IAA/ABA 的比值整体渐趋降低，暗示 GA3、IAA 与 ABA 之间可能存在一种拮抗的关系。ABA、JA 都和 成熟相关，而 IAA、GA3 的合成都在快速生长区，在植物的发育过程这两类植物激素的作用往往表 现为拮抗效应。因此，可能通过挖掘与成熟过程中植物激素相关基因的表达或敲除来调控马铃薯块茎形成