记者28日获悉,中国科学院华南植物园对重塑枸杞生长习性研究获重要进展,相关研究成果发表在国际权威期刊Plant Biotechnology Journal上。
枸杞是兼具营养与药用价值的多年生木本经济作物,产业价值突出,但其典型的无限花序特性是制约产业发展的重要瓶颈,该特性使枸杞枝条持续抽生、分期开花结果,单枝同时存在不同发育时期的花果,无法实现机械化采收,严重限制了枸杞规模化、产业化发展。
在部分农作物育种中,选育顶生开花、花果同步、株型紧凑的有限生长种质,是实现机械化采收、降本增效的有效手段。但目前枸杞无限/有限生长习性的分子调控机制尚不明确,极大阻碍了适配机械化采收的枸杞新品种定向选育。

针对上述产业难题,中国科学院华南植物园植物资源研发团队通过构建宁夏枸杞F1杂交群体,选取无限生长型、有限生长型封顶前、有限生长型封顶后三类关键材料开展研究。扫描电镜观察表明,两种生长类型枸杞的茎尖发育模式存在显著差异。在无限生长枝条中,顶端持续生长;相比之下,在有限生长枝条中,顶端发生封顶前的生长与无限生长枝条相似,但当顶端出现顶生花序分生组织时,茎尖生长便停止,随即由营养生长转为生殖生长。
研究团队进一步对三份试验样本开展比较转录组分析,筛选获得15个调控枸杞开花与茎尖生长确定性的候选基因,并重点对SP—like家族基因LbSP1及番茄SlSP5G的枸杞同源基因LbSP5G1进行功能验证。由于宁夏枸杞的稳定遗传转化体系尚未建立,该团队转而选用其近缘物种黑果枸杞,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功获得了单敲除和双敲除株系。
该研究基于转录组学和基因编辑技术,鉴定并证明敲除两个保守的开花调控基因LbSP1和LbSP5G1,能够将枸杞枝条的无限生长习性转变为紧凑的有限生长结构,实现开花同步并提高产量,为培育紧凑、适宜机械化采收的枸杞品种提供了分子框架,这标志着枸杞作物改良现代化迈出了重要一步。

扫描电镜观察表明,两种生长类型枸杞的茎尖发育模式存在显著差异
文、图/广州日报新花城记者:黄岚 通讯员:刘焕芳




































