蔬菜变态根茎发育的分子机理研究进展

• 作者: 孙玉燕 李锡香
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 蔬菜 变态根茎 发育 分子机理
• 年，卷（期）: 2015,（6）
• 所属期刊栏目: 园艺
• 页码范围: 1162-1176
• 页数: 15页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.06.12

摘要

变态根茎是许多蔬菜作物重要的产品器官。阐明变态根茎的形成不仅是植物发育生物学研究的重要内容,也是提高相关蔬菜作物产量和品质的重要保障。近年来，关于蔬菜变态根茎形成机理的研究已经取得了重要进展。本文主要以代表性根茎类蔬菜作物萝卜、芜菁、马铃薯、莲藕、榨菜、山药、芋艿为对象,就其变态根茎发育的遗传和分子机理,包括变态根茎发育相关性状的遗传及QTL定位，形态建成的物质和能量代谢,细胞周期及细胞膨大，植物激素、光周期、转录因子等调控机制的研究进展进行了综述。蔬菜变态根茎发育相关性状多为寡基因或多基因控制的数量性状。目前，一系列发育相关性状的QTL位点被鉴定，一些重要性状的连锁标记被开发。作为形态建成物质的淀粉、糖类和蛋白质为变态根茎的发育提供重要的物质、能量和营养来源，诸多基因参与形态建成物质的代谢。细胞周期作为细胞分裂的调节器，决定细胞数目。细胞周期受细胞周期蛋白（cyclins， CYC）、细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin-dependent protein kinases，CDKs）以及转录因子 RB/E2F 的调控。细胞膨大决定细胞大小，受扩展蛋白（ expansin ， EXP ）和木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶（ xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases，XTHs）等重要因子调节。植物激素是变态根茎发育的基础调控因子，诸多激素如赤霉素、生长素、脱落酸、细胞分裂素和茉莉酸等参与变态根茎的发育。光周期调控是变态根茎发育的动态信号，大量参与光周期调控的基因，如光敏色素、CONSTANS (CO)、FLOWERING LOCUS T (FT)、APY 等在变态根茎形成过程中都起到重要的调控作用。此外，MADS-box、ABF/AREB和 homeobox 等转录因子也在变态根茎的发育中扮演重要角色。另外，文章就小 RNA、表观遗传学、转录组学、蛋白质组学、比较基因组学、全基因组测序和关联分析的研究在变态根茎发育机理中的应用进行了简要介绍。