浙江大學蔬菜研究所喻景權團隊揭示油菜素內酯信號在番茄頂端優勢調控中的核心作用

2021 年3 月9 日，浙江大學喻景權教授團隊在PNAS上在線發表了題為“Brassinosteroid signaling integrates multiple pathways to release apical dominance in tomato”的研究論文，報道了番茄中油菜素內酯（BR）是解除頂端優勢的關鍵信號，其通過整合激素（生長素、獨腳金內酯、赤霉素和細胞分裂素）和糖信號，促進側芽活化和側枝發生。

該研究發現，BR 通過其信號途徑的關鍵轉錄因子BRASSINAZOLE-RESISTANT1（BZR1）直接轉錄抑制側芽中特異性表達的BRANCHED1（BRC1）基因，解除其對側芽活化的抑制作用。頂芽去除能促進側芽BR 激素及BZR1 蛋白的積累，而BR 合成基因缺失或BR 受體基因沉默抑制頂端優勢的解除。同樣，抑制生長素或SLs 合成以及外源CK 或蔗糖處理在促進側枝發生的同時都能促進側芽BR 激素及BZR1 蛋白的積累，而BR 合成或BZR1 缺失突變則抑制上述處理對側枝發生的促進作用。相反，增強赤霉素（GA）信號的procera突變體中BR 信號和側枝發生受到抑制。進一步研究發現，生長素、SL和GA 均抑制了CK 合成，而蔗糖能促進CK 合成。CK 信號途徑的關鍵響應因子RR10 參與CK 誘導側枝發生，并且RR10直接轉錄調控BR 合成基因DWF表達進而促進側芽中BR 積累。

綜上所述，BR 信號整合了控制側枝發生的多種途徑。側芽中局部BR 信號的調控是改善番茄株型的關鍵靶標，為減少番茄整枝、促進輕簡化栽培提供了新的思路。