兜兰种子木质素合成调控其萌生机制研讨获停顿

兜兰属（Paphiopedilum）是兰科动物最紧张的属之一，其唇瓣特化成兜状或拖鞋状，故又被称为“拖鞋兰”、“仙履兰”等。兜兰属动物以其奇特的花形、丰厚缤纷的花样和耐久的花期，具备较高参观代价。虽然我国有丰厚的兜兰属动物资本，但年夜部门品种因为在朝生成长情况下繁衍困难，加之适度采挖和成长情况的毁坏，已濒临灭尽。兜兰种子粗大，且胚发育不完整，无子叶和胚乳（图1），在自然情况中必要与真菌共生能力部门萌生。人工无菌收获虽提供了需要的矿质元素和其他养分物资，年夜部门兜兰的成熟种子也难以萌生。科研职员在分歧胚龄种子的无菌收获试验中发现，发育后期的种子萌生率尽管绝对较高，但因为养分物资积聚不充沛，胚打破种皮后，发育过程迟缓，成苗率低；成熟后的种子养分物资积聚绝对充沛，可能知足种子萌生后初期的物资与能量需求，萌生后的成苗率较高，但种子萌生率较低。

什么因子会影响分歧成熟度兜兰种子的萌生呢？针对该成绩，中国迷信院华南动物园农资中间副研讨员房林和硕士生徐新等对包含脱落酸在内的几种内源激素的功效进行了研讨。成果显示，外源脱落酸处置仅可能克制未成熟种子的萌生；脱落酸克制剂处置可下降成熟种子内源脱落酸含量，但对萌生率无显着影响。木质素的积聚与兜兰种子萌生率的降低亲密相关。

木质素是由芬芳类化合物单体颠末脱氢聚合反馈造成的简单网状构造。从分子构造上看，木质素可以分为两年夜类——甲基化木质素和非甲基化木质素。此中，甲基化木质素由愈创木基木质素（G型木质素）、紫丁香基木质素（S型木质素）和5-羟基愈创木基木质素（5H型木质素）构成；非甲基化由羟基苯基木质素（H型木质素）和咖啡基木质素（C型木质素）构成。甲基化的G型和S型木质素普遍散布在动物根茎等木质化的组织中，非甲基化木质素仅散布在一些兰科和神仙掌科动物的种子中。研讨职员通过二维核磁、GC硫代酸解和红外光谱技术，阐发兜兰种胚中木质素的单体构造，成果显示，分歧于茎干等组织，兜兰种子中富含非甲基化木质素，而富含这种木质素的种皮具备强不透水性，阻止了水分及养分物资进入种子外部，从而阻止了种子萌生。

为了进一步摸索兜兰种皮中非甲基化木质素的合成通路，研讨职员对分歧发育水平下杏黄兜兰的种子进行了转录组阐发。KEGG富集阐发标明，种子成熟进程中，苯丙烷生物合成和苯丙氨酸代谢相关的年夜量基因被差别表白。PAL、4CL、HCT和CSE上调表白与C型和H型木质素积聚无关，CCoAOMT、F5H和COMT的表白维持在低程度或下调以克制G型和S型木质素的积聚（图2）。

非甲基化木质素在兜兰种子中积聚的共同生物学意义是什么呢？在朝生状态下，兜兰种子必要与合适的真菌共生能力萌生。非甲基化木质素自身的构造较稳定，在自然界中简直只能被真菌降解。由此推测，高度木质化的种皮是兜兰在朝外状态下顺应真菌共生的战略之一。

相关研讨结果颁发在BMC genomics（《BMC》）上。 (100yiyao.com）