MHPP通过生长素信号途径调控了植物根系可塑性发育

MHPP（对羟基苯丙酸）是近年来发现的一种具有较强硝化抑制作用的植物根系分泌物，具有较大的农业生产应用潜力。除了作为生物硝化抑制剂， MHPP还可以调节植物根系的发育。外施MHPP可抑制主根的伸长，并显著诱导侧根的发生，同时提高了根系对营养元素的吸收。但其中的分子机制尚不清楚。

版纳植物园热带植物资源可持续利用重点实验室硕士研究生刘阳阳（与青海师范大学联合培养研究生）在王如玲老师和徐进研究员的指导下，以拟南芥为材料，采用植物生理学、药理学、遗传学和分子生物学等研究手段，对MHPP调控植物根系发育的生理与分子机制进行了深入系统的研究。结果表明，外源MHPP影响了根尖分生区细胞的分裂势，因而抑制了主根伸长。深入研究发现，外源MHPP诱导了IAA合成相关基因的表达、改变了生长素转运蛋白的表达水平，同时促进了Aux/IAA蛋白的降解，因而改变了根尖生长素的分布和响应。此外，MHPP处理还诱导了根尖NO的累积及随后ROS水平的升高。进一步的研究证明，MHPP诱导的NO的累积及ROS水平的升高，影响了根尖生长素的感受和响应，因而抑制了根尖分生区细胞的分裂及主根生长。我们还发现，除了诱导IAA水平的升高，外源MHPP处理还显著诱导了根部JA和SA的升高，同时芥子油酸合成相关基因的表达明显上调。这些研究表明，MHPP除了作为一种生物硝化抑制剂，还可以通过生长素信号途径影响根系的发育；同时，还可能通过JA和SA信号途径诱导植物的抗病抗虫能力。这些研究揭示了MHPP的新功能，将为农业生产上使用这种生物硝化抑制剂提高氮肥利用效率、改良植物根系结构，提高根系对营养元素的吸收，以及提高植物的抗病抗虫性提供了理论依据。

相关研究成果以 The nitrification inhibitor methyl 3-(4-hydroxyphenyl) propionate modulates root development by interfering with auxin signaling via the NO/ROS pathway 为题，发表于国际植物学著名刊物Plant Physiology。

本研究得到了国家自然科学基金 (31272239)、河北省自然科学基金杰出青年基金 (C2013503042)和云南省中青年学术带头人后备人才 (2014HB043)等项目的资助。

MHPP通过生长素信号途径调控了植物根系可塑性发育