植物硫营养水平对激素IAA和ABA合成的影响以及对根系构型的调控

硫营养不但直接影响植物的抗逆性和作物产量与品质，而且参与植物激素合成，进而影响植物生长发育。硫在高等植物以及其它生物体内的含量虽然低，但却有众多重要的生物学功能，硫营养代谢途径中所产生的Cys，Met和SAM是植物激素合成的前体，Met和SAM参与乙烯的合成是被认知最早和最透彻的，激素IAA和ABA的合成需要硫的参与，但硫营养对激素IAA和ABA合成的影响还没有系统深入的研究。该项目拟采用硫代谢突变体和激素响应报告株系，系统分析硫营养水平对IAA和ABA合成的影响，以及对根系构型的调控，将为认知硫营养调控植物根系构型的分子机制提供有益线索，并为改良作物根系构型和科学施肥提供理论依据和指南。

作为植物必需的营养元素，硫素不但直接影响植物的抗逆性和作物产量与品质，而且参与植物激素合成，进而影响植物生长发育。该项目采用硫代谢突变体、激素响应报告株系、根系干细胞和PINs报告株系，系统分析了硫营养水平对IAA和ABA合成的影响，以及对根系构型的调控，发现（1）硫营养对根系构型存在显著调控，在一定的浓度范围内（生理浓度），根系主根长度与硫营养水平成负相关，侧根数量与硫营养水平成正相关；（2）同样，硫营养在生理浓度范围内，与根系IAA和ABA含量成正相关，可能直接关联根系构型；（3）作为硫同化途径第一个有机硫代谢产物，半胱氨酸可能是衔接硫代谢与IAA与ABA代谢的主要节点。外源硫营养水平在一定范围内与内源半胱氨酸含量也成正相关，半胱氨酸含量的变化可能通过AAO酶活性影响IAA和ABA的合成；（4）外源半胱氨酸和OAS（半胱氨酸合成的正向调节物）对根系构型的调控与硫营养水平十分相似，进一步说明半胱氨酸在硫代谢与激素IAA和ABA代谢之间的关键作用；（5）硫营养水平、半胱氨酸或OAS还对根尖分生组织细胞分裂、PIN家族蛋白和干细胞微环境等都有显著影响，这些很可能是外源硫营养水平变化引起的根系内源IAA和ABA的变化带来的变化。该项目所得到实验结果将为认知硫营养调控植物根系构型的分子机制提供有益线索，并为改良作物根系构型和科学施肥提供理论依据和指南。