外源褪黑素通过调控激素信号与光合作用通路协同提升甘蓝型油菜产量的转录组学机制

【字体: 时间:2025年09月09日 来源:Journal of Pineal Research 6.3

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  本研究针对全球农业挑战下作物增产需求,来自国内的研究团队通过外源施加10 μM褪黑素处理甘蓝型油菜(Brassica napus),发现其显著提升株高、角果数等农艺性状。转录组分析揭示2,924个差异基因(DEGs),涉及光合系统(PsbO/PsaH)、电子传递链(PetE/PetH)及激素信号通路(AUX1/ABF/CRF1)的协同调控,证实褪黑素通过优化光合效率与激素网络使产量提升14.3%。该研究为作物绿色增产提供新策略。

  

褪黑素(Melatonin)作为植物中的多功能信号分子,在甘蓝型油菜中展现出惊人的增产魔法。研究人员用10微摩尔每升(μM)的褪黑素给两周大的油菜苗做了7天"SPA"后,这些植株不仅个头蹿高,还结出更多饱满的角果——单株角果数、每角果粒数和百粒重集体开挂。

基因测序揭开了这场增产盛宴的分子剧本:2,924个基因的表演档期被重新安排,其中1,655个基因获得"加戏"。光合作用天团成为最大赢家,光系统I/II的明星成员PsbO和PsaH、电子传递链的PetE和PetH,还有能量货币制造机F型ATP酶,统统开启高光模式。

激素信号指挥部也迎来大调整:生长素(AUX1)和细胞分裂素(CRF1)的征兵令贴满基因布告栏,赤霉素战队整装待发,而脱落酸(ABA)的刹车系统(PYR/PYL和PP2C)则被刻意冷落。这场激素交响乐的总指挥是NAC、TCP这些促生长转录因子,而MYB、WRKY等"压力应对专家"被迫休假。

定量PCR的验证数据(R2=0.96)像分子级别的测谎仪,证实了转录组数据的可靠性。这项研究如同解开植物增产的达芬奇密码,证明低剂量褪黑素能像精准的分子导演,让光合作用、激素信号和转录调控三大剧组完美配合,最终呈现出一部油菜高产的大片。

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