探秘亚麻茎非伸长区早期重力响应的分子机制：解锁植物 “向地奥秘”

为探究植物负向重力反应的关键诱因，研究人员对受重力刺激 1 小时和 8 小时后亚麻茎韧皮部纤维与木质部组织进行转录组分析。结果发现 RNA 合成、蛋白折叠等过程率先激活，还有诸多代谢变化。该研究为揭示植物重力响应机制提供了重要依据。

　　植物为适应重力调整自身位置，发展出两种主要策略：在伸长区两侧进行差异化细胞生长，以及在非伸长茎部分开展复杂过程，比如形成反应木。对亚麻植株进行重力刺激，会使其非伸长茎部分产生向重力弯曲，这主要与韧皮部和木质部纤维的变化有关。
为深入了解引发负向重力反应的关键 “触发因素” 和 “推进因子”，研究人员在重力刺激 1 小时和 8 小时后，对来自拉伸侧和相对侧茎的韧皮部纤维和木质部组织进行了转录组分析。首先观察到的反应是，在两种组织和茎的两侧，与 RNA 合成和蛋白质折叠相关的过程被激活，随后激酶和转移酶也被激活。
转录组数据显示，所有分析的组织中叶绿体代谢都发生了快速且显著的变化，包括支链氨基酸途径的暂时激活、光捕获复合体的调整以及茉莉酸（JA）的生物合成。值得注意的是，生长素（IAA）转运蛋白基因仅在木质部中被激活，而在茎倾斜 1 小时后的任何分析样本中，其他与生长素相关的基因上调幅度极小。
茎两侧的不对称变化包括，在重力响应后期，相对侧茎的韧皮部纤维中乙烯相关基因急剧激活，以及拉伸侧茎的韧皮部和木质部纤维中出现三生细胞壁沉积。这些结果为理解植物对重力响应的机制提供了宝贵的见解。