咖啡生殖阶段赤霉素、脱落酸与乙烯的交互作用：解锁增产新密码

面对多年生木本植物咖啡（Coffea arabica L.）激素调控研究有限的问题，研究人员开展了赤霉素（GA）和脱落酸（ABA）对咖啡生殖发育影响的研究。结果表明二者可促进花芽形成和果实增产，且与乙烯存在交互作用。该研究为咖啡增产提供新方向。

　　在咖啡（Coffea arabica）的生殖阶段，激素间的相互作用对其生长发育起着关键作用。尽管人们一直在努力探索，但对像咖啡这种具有复杂物候周期的多年生木本植物的激素调控机制，了解依然有限。鉴于咖啡在全球的重要地位，明确其生殖发育的主要调控因子，对于保障咖啡产量，尤其是应对气候变化的挑战至关重要。在这项研究中，研究人员探究了不同浓度（5、25 和 100 ppm）的赤霉素（GA）和脱落酸（ABA）对咖啡生殖发育的影响。他们进行了物候分析，对参与 GA 和 ABA 生物合成、降解及信号传导的基因进行分子鉴定，还分析了花芽诱导和发育过程中叶片与花芽的基因表达谱。此外，研究人员对 CaFT 进行启动子分析，测定 1 - 氨基环丙烷 - 1 - 羧酸（ACC）含量、ACC 氧化酶（ACO）的酶活性以及乙烯含量。结果显示，在花芽诱导的主要时期（3 月），无论 GA 浓度如何，以及 25 ppm 的 ABA，都能显著增加花芽数量，ABA 还能加速花芽发育。同样，在花芽发育更晚期（8 月）施加这些调节剂，GA（5 和 100 ppm）和 ABA（25 和 100 ppm）处理可增加花芽数量和果实产量。系统发育和分子分析鉴定出咖啡植株中与 GA 和 ABA 生物合成、降解及信号传导相关的基因。GA 和 ABA 处理影响了与花芽诱导和器官形成相关基因的表达，例如 3 月的 CaDELLA，这可能与花芽数量的增加有关。而且，8 月用 5 和 100 ppm GA 以及 100 ppm ABA 处理的植株，CaFT₁表达上调，这可能是由于该时期 CaCO 表达下调。除了 GA - ABA 的相互作用，研究结果还表明，8 月 GA 促进叶片中 ACC 积累，ACC 可能作为移动信号被运输到花芽，在花芽中转化为乙烯来调控花期，这凸显了咖啡开花过程中 GA - ACC - 乙烯的相互作用。然而，3 月施加这些激素时，未观察到乙烯生物合成的显著差异，这表明乙烯在咖啡花芽诱导阶段作用较弱。这些结果表明，GA - ABA 途径以剂量依赖的方式相互调节花芽发育，并且与叶片和花芽中的乙烯生物合成等其他激素途径相互作用。这些发现为咖啡开花的激素调控提供了新的见解，有助于指导田间实践和育种计划，以实现咖啡产量的最大化。