新的幹細胞調控路徑 可望提升玉米和其他主要糧食作物之產量 - 農業知識入口網

冷泉港研究室（Cold Spring Harbor Laboratory, CSHL）的生物學家發現植物調節幹細胞增殖的嶄新路徑：FEA3-FCP1路徑。在此路徑中，訊號由植物的葉原體發出，而後傳遞至幹細胞的所在處──植物生長頂端的分生組織。此發現短程的應用可以增加玉米和許多其他糧食作物的產量，達50%之多。

植物生物學家長久以來熟知的CLAVATA-WUSCHEL途徑，是由分生組織內的組織中心（organizing center, OC）調控幹細胞的增殖。受體與配體皆會受到誘導表現於幹細胞中，而幹細胞會回傳負向訊號予組織中心，抑制增殖。

新發現的FEA3-FCP1路徑中也有相似的回饋系統，而訊號開始於葉片。葉片能作為環境的感測器，能停止分生組織中的全能幹細胞增殖，如同煞車機制。

這個「由葉片發出的煞車訊號」的受體，位於分生組織的下層部分，命名為「FEA3」，也發現與受體相互影響的配體，此蛋白質片段為「FCP1」。

在玉米FEA3突變植株上，分生組織中的受體FEA3無法運作，因此無法接收由葉片傳送的抑制訊號FCP1，幹細胞因而大量增殖，在超出植物負荷的情形下產生過量種子，植株無法提供足夠的水分或養分等資源，使玉米穗發生帶化現象（fasciation），造成畸形且產量降低的穗。但在FEA3受體僅些微受損的突變植株上，分生組織中幹細胞適度的增殖，相對於野生玉米，能獲得更大的玉米穗
及更多列的玉米粒，產量高出約50%。

由於FEA3-FCP1路徑普遍存在於植物界，研究團隊相信能藉此提高各種主要糧食作物的產量。而在運用到其他作物前，團隊計劃測試新發現之FEA3對偶基因，應用於優良玉米品種及其他作物的田間試驗上。

原文出處
●http://www.sciencedaily.com/releases/2016/05/160516115300.htm

摘譯整理/許雅婷(豐年 6614)