版納植物園在食用油料植物星油藤的雌雄花發(fā)育及其激素調(diào)控研究中取得進(jìn)展

被子植物的花性別分化決定是一個(gè)復(fù)雜的生物過程，受到遺傳、植物激素和環(huán)境條件等多種因素的調(diào)控。星油藤(Plukenetia volubilis L.)又名美藤果、南美油藤，英文名稱為Sacha Inchi 或Inca peanut，為大戟科多年生木質(zhì)藤本植物，因其種子油中的人體必需脂肪酸alpha-亞麻酸含量高達(dá)48%-54%，被國內(nèi)外認(rèn)為是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ慕】凳秤糜土现参铩Ｐ怯吞俅菩弁戤惢?，雌雄花的形態(tài)迥異，分布在花序上的位置固定，可作為研究雌雄同株被子植物花性別分化的模式材料；同時(shí)雌花數(shù)量稀少也是限制其種子產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一，因此揭示花性別分化調(diào)控機(jī)理可提供有效的科學(xué)途徑以提高油料植物的種子產(chǎn)量。

中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園園林園藝部蘭花多樣性與保護(hù)研究組副研究員羅艷與熱帶植物資源可持續(xù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室能源植物分子育種研究組副研究員潘幫珍、研究員徐增富等人合作，通過掃描電鏡和光學(xué)顯微鏡對(duì)星油藤雌雄花的不同發(fā)育階段進(jìn)行了細(xì)致地觀察，對(duì)花器官發(fā)育過程、花性別分化決定及其激素調(diào)控進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。研究發(fā)現(xiàn)星油藤的雌雄花均為獨(dú)立原基發(fā)育形成，發(fā)育過程可分成8 個(gè)階段。星油藤雌雄花的分化發(fā)生在第3 階段，在此發(fā)育階段，雌雄花的分生組織出現(xiàn)了明顯差異：雌蕊原基較大，接近四方形；而雄花原基相對(duì)較小，近球形。另外，采用人工合成的細(xì)胞分裂素6-BA對(duì)星油藤的發(fā)育早期花序進(jìn)行處理，結(jié)果表明細(xì)胞分裂素具有誘導(dǎo)分生組織形成雌蕊原基的作用。在花序發(fā)育最早期（第1-3 階段及第4 階段早期）采用6-BA處理，可將雄花原基成功誘導(dǎo)成正常的雌花；在稍晚期（第4階段中后期及第5階段）處理，可將雄花原基誘導(dǎo)形成兩性花或不育的畸形花。

該研究為進(jìn)一步開展星油藤花性別分化決定的分子機(jī)制提供了發(fā)育生物學(xué)基礎(chǔ)，同時(shí)也為生產(chǎn)應(yīng)用上采用生長調(diào)節(jié)劑提高星油藤的產(chǎn)量提供了科學(xué)思路。相關(guān)研究成果以Developmental basis for flower sex determination and effects of cytokinin on sex determination in Plukenetia volubilis(Euphorbiaceae)為題發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Plant Reproduction上。