[生物通讯]Salk研究所的科学家识别出控制植物如何应答荫庇、拥挤等环境条件、决定何时开花的一个新通路。这一发现对提高小麦、水稻等作物的产量具有重要意义。

这项研究发表在6月19日期的《自然》杂志上，由Salk研究所和Howard Hughes医学研究所的研究员Joanne Chory和博士后Pablo Cerdán领导。“导致植物因对荫庇条件做出应答而提前开花的机制很大程度上还是一个谜。”Chory说。“这是作物的一个主要问题，因为作物都是以高密度种植，常常彼此遮荫。通过了解这个过程，有一天我们可以控制植物对荫庇条件的开花应答，从而提高作物产量。”

Salk研究人员集中研究了植物所谓的“避荫综合症（shade-avoidance syndrome）。”当植物以高密度种植时，它们会感知到红光辐射量相对其它波长光的减少。这种光照变化起着竞争报警的作用，刺激植物开花结种。这个过程的副产物就是植物的茎徒长，叶面积减小，导致生物量和产量的降低。

为了解这个过程背后的生物学机制，Salk的科学家研究了一组植物的光敏色素，也就是诱发避荫应答的光受体。通过研究模式植物拟南芥，Chory 和 Cerdán识别出诱导不理想光照条件下的开花的特殊蛋白。拟南芥是世界上第一个完成全基因组测序的植物，Salk 研究所的Joe Ecker教授以及其它研究人员就参与了这个由多国研究小组共同参与的测序计划。

“我们筛选拟南芥突变体，试图找到导致植物在荫庇条件下开花的蛋白和信号传导通路。”Cerdán说。“我们发现这种蛋白是PFT1，在一种特殊光敏色素phyB的下游工作，启动这个过程。”

光敏色素已被植物生物学家研究了50多年，但导致开花的复杂通路还未被完全了解。“即使诱导开花的通路在植物中已算是研究最透彻的领域之一，也仍有许多新东西等待我们去发现。”Chory说。

研究人员受到这个初步发现的极大鼓舞。“在农业上，这是提高产量的关键。”Chory说。“拟南芥的开花时间通路与水稻开花通路有很大的相似性，我们希望这项研究最终可用于提高水稻以及其它作物的产量。”

“全世界有超过8亿人口长期营养不良，找到提高作物产量的新方法对于解决世界的饥荒问题至为关键。”她说。（生物通编译）