近日，中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所設施栽培課題組在過氧化氫（H2O2）調(diào)控黃瓜子葉開閉以及生長的機制研究方面取得新進展，揭示了CsBZR4-CsRBOH5.1-BR模塊調(diào)控黃瓜子葉的開閉和擴張。相關成果以“CsBZR4-CsRBOH5.1-BR module regulates opening/closure and expansion of cucumber cotyledons” 為題發(fā)表在國際期刊International Journal of Biological Macromolecules（IF=8.5）上。
黃瓜（Cucumis sativus L.）是一種營養(yǎng)豐富且廣泛種植的蔬菜作物。子葉作為植物發(fā)育的起始器官，在適應外界環(huán)境及維持生命活動中發(fā)揮關鍵作用，因此研究黃瓜子葉的生長發(fā)育對培育健壯植株具有重要意義。H2O2在植物的多種生理過程中扮演重要角色。然而其在子葉晝夜開閉與擴張中的調(diào)控作用及相關機制尚未有文獻報道。
本研究首次在植物中發(fā)現(xiàn)，由RBOH介導產(chǎn)生的H2O2是調(diào)控子葉晝夜展開/關閉及擴張的關鍵因子。在缺失H2O2合成的Csrboh5.1黃瓜突變體中，子葉在白天無法正常展開，夜間亦不能正常閉合，而外源施加H2O2則可恢復其正常表型。進一步機制研究表明，CsRBOH5.1-H2O2通過調(diào)控油菜素內(nèi)酯（BR）的合成參與該過程，而BR又通過激活CsBZR4轉(zhuǎn)錄因子促進CsRBOH5.1的轉(zhuǎn)錄。值得注意的是，CsBZR4并不直接作為核心信號組分調(diào)控子葉的開閉，而是通過轉(zhuǎn)錄調(diào)控CsRBOH5.1間接影響該過程。
綜上所述，本研究首次揭示了植物RBOH介導的H2O2在子葉發(fā)育中的調(diào)控作用，并闡明了一種新的“CsBZR4-CsRBOH5.1-BR”反饋通路。該模塊通過氧化代謝和BR合成的相互調(diào)節(jié)，確保子葉生長動力學的精確控制，為理解植物器官發(fā)生過程中的氧化還原穩(wěn)態(tài)與激素調(diào)控的整合機制提供了新的視角。
中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所為論文第一完成單位，劉璐博士后為該論文第一作者，李衍素研究員、孫敏濤副研究員為共同通訊作者。本研究得到國家自然科學基金（No.32102462、No.32072652）、中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新計劃（CAAS-ASTIP-IVFCAAS）和農(nóng)業(yè)部園藝作物生物學與種質(zhì)創(chuàng)新重點實驗室的支持。于賢昌教授對論文的設計給予了指導，狄清華博士（現(xiàn)入職安徽省農(nóng)科院）創(chuàng)建了實驗所需的轉(zhuǎn)基因材料。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.149186
