叶片衰老研究进展

叶片衰老是叶片发育的最后一个阶段,属于有丝分裂后衰老,是营养同化到营养转运的功能转变过程,对植物的生存至关重要。叶片衰老的启动和进程受到各种内部因素如年龄及植物激素,以及外部因素如环境胁迫的调控。科研人员通过对模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)及作物的正向遗传学筛选和反向遗传学研究,鉴定出衰老性状改变的突变体,并对数百个衰老相关基因进行了功能研究,从而在解析叶片衰老的分子机制方面取得了重要进展。叶片衰老涉及高度复杂的遗传程序,这些程序受到多层次调控,包括染色质水平、转录及转录后水平、翻译及翻译后水平等。由于叶片衰老与光合作用、养分转运以及胁迫反应等密切相关,植物学家在设计基于已知的衰老调控机制的策略方面做出了很多尝试,旨在通过操纵叶片衰老的起始和进展进而提高作物的产量、品质或改善园艺性能。本文对叶片衰老进行全面综述,并从遗传和分子网络的角度讨论叶片衰老的多维调控的最新进展。我们还提出叶片衰老研究领域亟待解决的关键问题,包括叶龄的本质、功能性滞绿、不同调控途径之间的协调、源-库关系和营养转运以及叶片衰老在农林作物育种中的应用。