研究小组揭示了凤仙花刺发育的细胞和分子基础

花作为被子植物的重要生殖器官，其各种特性具有明确的目的和适应意义。花刺是一种典型的花进化特征，它是从花瓣延伸出来的管状结构，在被子植物中经历了多次独立的进化（如凤仙花、阿奎莱吉亚、利纳里亚等）

由于其分泌和储存花蜜的特性，它在授粉过程中发挥着至关重要的作用。此外，刺的形态（长度、直径、扭曲程度）、颜色和内部结构表现出广泛的物种多样性

在与传粉昆虫相互作用的过程中，刺通过长度和曲率等特征的进化提高了授粉效率和生态适应性。具有刺突的植物谱系通常表现出惊人的物种多样性和更快的物种形成率，因此刺突被认为是一项关键创新，并一直是进化和生态假说等众多研究的焦点

研究其刺突发育过程及其机制有助于进一步了解植物谱系的物种多样性和进化机制。然而，对刺发育的研究只在少数物种中进行，其机制尚不清楚，显示出显著的物种差异

2024年1月，《园艺研究》发表了题为《凤仙花枝条发育的细胞和分子基础》的研究。

本研究利用凤仙花从形态学、组织细胞学、生理学和分子生物学等角度分析了枝条发育的特征和规律。uliginosa的刺突发育由早期细胞分裂和后期各向异性细胞伸长组成

在整个发育过程中，刺的内侧和外侧发生了两次不平衡的细胞分裂事件，分别导致刺早期独特的向上生长，中期形成刺曲线。此外，生长素、赤霉素和茉莉酸等物质在刺发育的不同部位和阶段表现出显著差异，表明激素参与调节刺发育

利用RNA-seq和瞬时表达系统阐明了IuABP和IuEXT基因对假丝酵母刺突发育的调控。IuABP在刺突中的下调导致刺突曲线数量增加和形态畸变，表明它可能通过生长素作用调节不同阶段的细胞分裂或伸长，并协调它们之间的转变

IuEXT的下调通过抑制细胞伸长显著缩短了刺的长度，导致刺曲线和内表皮乳头消失

这项研究为被子植物刺发育的细胞和分子机制提供了新的见解