机械应力通过乙烯和生长素通路诱导番茄解剖结构重塑、早花及增产的机制研究

为解决可持续农业中作物抗逆性与产量提升的关键问题，研究人员开展了一项关于机械处理(MT)对番茄生长发育影响的研究。通过结合茎秆弯曲、配重及特定触摸的复合MT处理，团队发现该处理可显著增加木质部(xylem)面积、诱导早花并提高产量。转录组分析揭示了乙烯和生长素信号通路的核心调控作用，为作物抗逆栽培提供了新策略。

　　

植物进化出精妙的机制来感知和应对机械应力(MS)——这种应力可能来自土壤压实、风雨、病原体或生物互作。有趣的是，对拟南芥的研究曾显示机械处理(MT)能促进木质部发育并提高种子产量。为探索番茄可持续生产新途径，研究者对10日龄幼苗施加了复合MT处理：在茎秆上部施加特定配重48小时，结合弯曲和特定触摸操作。

处理48小时后，植株茎秆明显增粗，木质部导管数量和面积显著增加。更令人振奋的是，处理组出现早花现象，最终实现增产。转录组测序发现，MT处理引起核心代谢、生长响应及关键植物激素(如乙烯和生长素)信号通路的基因表达剧变。通过分析乙烯和生长素信号通路突变体，证实这两种激素在复合MT响应中发挥核心作用。

这项研究揭示，复合MT产生的有益机械应力能诱导番茄发生形态解剖学改变，通过调控激素通路实现早花和增产，为绿色农业提供了创新性解决方案。