植物激素作為一種信號分子，在高等植物中調控著諸多重要的生長和發育性狀。但是，植物激素在微藻中是否存在，是否有功能等關鍵問題，還存在較大爭議。近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所單細胞研究中心研究人員在高產油工業微藻微擬球藻（Nannochloropsis oceanica）中發現了多種類型的植物激素，并建立了缺氮誘導產油過程中脫落酸和細胞分裂素之間的拮抗作用模型，為利用植物激素調控和選育能源微藻奠定了基礎。相關成果發表于The Plant Journal。 

　　微擬球藻是一種在海洋中廣泛分布，且在世界各地均可規模培養的工業高產油藻。單細胞中心功能基因組團隊路延篤等基于前期微擬球藻進化基因組數據庫研究基礎（Wang , et al, PLoS Genetics, 2014, 10(1):e1004094），在微藻中較為系統地重建了脫落酸分子（abscisic acid，簡稱ABA）和細胞分裂素分子（cytokinins，簡稱CKs）的代謝途徑和信號傳遞通路（圖一）。同時，通過UHPLC-MS/MS技術，在微擬球藻中發現了包括ABA和CKs等在內的一系列植物激素，揭示了其迥異于高等植物的含量分布規律。 

　　通過監測植物激素分子含量變化，并結合團隊前期研究得到的時間序列轉錄組數據（Li, et al, Plant Cell, 2014, 26:1645-1665），路延篤等發現缺氮誘導產油過程中脫落酸和細胞分裂素之間存在相互拮抗作用。進一步的生理證據表明，脫落酸能在一定程度上提高微藻細胞的抗逆性能，而細胞分裂素能通過調控細胞周期，提高細胞生長速率。 

　　該研究證明了植物激素在微藻中不僅廣泛存在，而且具有重要的調控功能，且在微藻中很可能存在與高等植物迥異、尚未被揭示的激素信號傳遞通路。作為一種小分子化合物，植物激素在實際應用上有諸多優勢，該研究也為能源微藻的培養和選育研究開拓了一個新的思路。 

　　上述研究獲得了國家自然科學青年基金、中國科學院創新團隊國際合作伙伴計劃等支持，由中科院青島能源所單細胞研究中心徐健主持的功能基因組團隊與捷克共和國Palack 大學Miroslav Strnad和廈門大學焦念志等團隊合作完成。 

　　  

　　

　　圖一.兩種重要的植物激素脫落酸（ABA）和細胞分裂素（CK）的代謝和信號途徑的起源和進化

　　（生物能源所供稿）

　　原文鏈接: Antagonistic roles of abscisic acid and cytokinin in oleaginous microalga Nannochloropsis oceanica upon nitrogen depletion expand the evolutionary breadth of phytohormones function. Plant J. DOI: 10.1111/tpj.12615 

　　http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.12615/abstract