中国林科院研究发现落叶松生殖短枝循环发育模式

近日，中国林科院林业所林木细胞遗传研究组报道了日本落叶松恢复营养生长的球果特征，提出了研究裸子植物生长停滞可塑性的独特模型。该成果不仅填补了人们对裸子植物发育可塑性认识的空白，同时确立了落叶松生殖短枝作为研究植物“营养→生殖→营养”阶段转变的理想天然模型。

该研究首先揭示异常球果的关键特征。在日本落叶松第二代种子园900多棵母树上发现了19棵树上存在特殊球果（2.1%），该类球果成熟后中轴上可重新长出营养枝，颠覆了正常球果的终端分化特性。这类球果不仅长度比常规球果增加了52%，种子产量也提升了25粒以上；同时，其种鳞排列更紧密，次生生长也更为旺盛。

随后，该研究提出“生殖短枝”发育单元概念及循环模式。基于异常球果的表型特征、内部生理机制，以及拟南芥“去果复生”的机制，该研究提出并论证落叶松的生殖短枝是一个基本的发育单元，可以经历“营养→生殖→营养”的循环发育模式。这一模式在功能层面上与拟南芥的花序具有进化上的同源性。这一发育单元也是该团队之前提出的多年生植物生命周期运转模式的重要组成部分。

此项工作表明，针叶树球果成熟中的生长停滞并非是不可逆的终点，而是一个能够自然解除的、受精密调控的可塑性过程。相关成果论文于7月21日在线发表于Plant Direct。林业所博士研究生叶查龙为论文第一作者，研究员孙晓梅、李万峰为通讯作者。本研究得到国家自然科学基金的资助。