近日,中国农业大学园艺学院观赏园艺系吴健教授课题组在Cell Press旗下的综述性期刊Trends in Plant Science上在线发表热点评论文章(Spotlight)Plasmodesmata act as decoders of temperature fluctuations的热点评论文章,系统评述并展望了植物如何通过胞间连丝区分持续低温与波动低温,精准调控芽休眠解除的最新突破性进展,为林木与多年生果树应对气候变暖提供了全新理论视角。
芽休眠是多年生植物抵御冬季低温、保障生命周期延续的关键自我保护机制,在温带和寒带森林中,树木芽的休眠解除时机直接决定植物存活与生产效率。现有观点通常认为休眠解除由低温累积量触发,即一旦低温时长达到某个临界值,休眠便被打破。该观点忽略了自然冬季温度频繁波动、间歇性升温频发的真实环境,尤其在全球变暖背景下,冬季突发升温事件增多,植物如何精准分辨真正的持续低温与夹杂短暂升温的波动低温,避免过早破眠遭受冻害,一直是悬而未决的关键科学问题。
文章重点总结了胞间连丝作为组织水平的“闸门”,可精准解码温度波动信号,区分持续低温与波动低温;在长期低温下,FT1-GA激活,驱动胼胝质降解以疏通胞间连丝促进芽休眠解除,而波动低温会抑制FT1-GA通路,维持胞间连丝关闭以避免过早休眠解除。同时,波动低温诱导的芽萌发时间异质性,是树木应对气候不确定性的“bet‑hedging”避险策略,能降低极端天气导致的群体同步受损风险。
文章指出,这一机制打破了经典“低温累积阈值”模型,建立了更贴合自然环境的休眠调控新框架,阐明了植物通过细胞间通讯感知复杂环境信号的分子机制,为预测气候变暖下林木生存适应力、指导果树与观赏花木花期与休眠调控提供了重要理论支撑。
Plasmodesmata integrate winter temperature to regulate bud dormancy

