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一种新型植生长调节剂—独脚金内酯类似物GR24
源叶生物 / 2020-11-27

 

 

一、        什么是独脚金内酯

独脚金内酯是一类具有相同碳骨架的化合物的总称,包括天然的独脚金醇类化合物和人工合成类似物。独脚金内酯类似物GR24源叶货号S31363)是首个人工合成的独脚金内酯类似物,分子式:C17H14O5,分子量:298.29

结构如下:

CAS76974-79-3

外观为白色粉末,溶于甲醇。

二、        独脚金内酯的来源和合成

天然的独脚金内酯主要存在于高等植物的根部,已有大量文献报道了可以从棉花,高粱,玉米的根部,以及鱼腥草和烟草等植物中分离出不同结构的独脚金内酯。目前普遍认为,独脚金内酯来源于植物体内类胡萝卜素的生物合成途径,以类胡萝卜素为前体物经过一系列复杂的酶促反应最终生成了独脚金内酯。这一复杂合成途径会受到许多酶和相关基因的调控,如类胡萝卜素异异构酶D27( β -carotenoid isomerase)、类胡萝卜素裂解双加氧酶7(carotenoid cleavage dioxygenase 7CCD7)、和类胡萝卜素裂解双加氧酶8(carotenoid cleavage dioxygenase 8CCD8)。除了天然分离外,还有许多文献研究了以简单、廉价的原料人工合成独脚金内酯,独脚金内酯类似物GR24源叶货号S31363)属于其中之一。

三、        独脚金内酯的生物学功能和机理

独脚金内酯是一种植物生长调节剂,已被发现的生物学功能主要有一下几个方面:第一,可诱导寄生植物种子萌发;第二,促进从枝真菌的分支;第三,调控植物侧根和侧枝的生长发育且可以通过嫁接传递信号;第四,对于不同的植物,独脚金内酯可能有着特有和不同的调控作用。例如,研究人员发现独脚金内酯类似物GR24(源叶货号S31363)处理紫花苜蓿(Medicago sativa)和豌豆,可促进苜蓿根瘤、 豌豆根瘤的形成;还有研究报道了独脚金内酯类似物GR24源叶货号S31363)可抑制番茄侧枝的生长和促进侧根的生长,从而降低番茄自身营养物质的消耗,达到增产的目的。

独脚金内酯对植物生长发育调控的机理,目前还还在不断的研究中,没有一个完整系统的说法。中国科学家们,研究了独脚金内酯调控水稻株型的机制,发现SL诱导了转录抑制蛋白D53的泛素化降解过程。D53基因编码转录抑制蛋白, D53作用于TPR并与之形成复合物, 协同抑制信号途径下游SL效应基因的表达, 从而负调控SL信号转导。SL通过与候选受体D14结合并借助于泛素连接酶D3,诱导D53泛素化并通过蛋白酶降解。转录抑制蛋白D53的降解导致去抑制化, 激活下游SL效应基因的表达, 因而促进分蘖的伸长生长。在d53显性突变体中, D53基因的突变使其蛋白不能被降解, 组成型抑制SL信号通路, 从而导致d53突变体产生丛矮的表型。

独脚金内酯是相比较于吲哚乙酸,玉米素,细胞分裂素,脱落酸等其他植物激素较新型的植物激素,所以它的各方面的研究都较为浅少。它的生物学功能和机理都有待于进一步深入的研究。

四、        独脚金内酯和Tis108(独脚金内酯合成抑制剂)(源叶货号S25193)的应用

对于独脚金内酯的各种生物学功能和机理的研究,最终目的都是应用到实际生产和生活中,从而提供人类的生活水平和质量。例如,对独脚金内酯在果树方面的应用,可以通过施用Tis108(独脚金内酯合成抑制剂)来促进分枝,达到多开花多结果,避免因整枝引起病害并且能节约劳动力。还有通过对独脚金内酯表达基因的上调或者下调,可有可以有效地改变植株的根部及营养状况, 有利于培育适宜各种环境胁迫( 如低温、 干旱、 盐渍等) 的新品种。通过施加独脚金内酯,促进从枝真菌的分支,从而促进部分农作物和园艺作用的生长。

 

 

五、        展望

目前对独角金内酯的研究相对较少,未来需要研究的还很多。独脚金内酯是一类混合物,不同结构的单体对同一植物的作用效果可能不同,这些结构和功效的关系,还有独角金内酯与其它植物激素的协同作用机理,以及许多作用机制都是值得进行深入系统的研究。科学家们对独脚金内酯的各方面不断的深入研究,将会带来新的途径和思路,用于更好的培育和种植农作物,园艺作物和果树。

上海源叶生物科技有限公司

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