全球气候变暖对作物的生长和产量造成不利影响，从而威胁全球粮食安全。当环境温度升高时，植物通常表现出叶柄伸长、株高增加，叶片变小等表型，这些形态特征统称为植物的热形态建成。在持续的高温条件下，植株的茎秆变得更长、细弱、容易倒伏，最终会影响作物的产量。植物维管组织是植物体内负责物质运输与机械支撑的组织系统，然而，高温调控维管发育和次生壁合成的分子机制仍不清楚。

近日，西部（重庆）科学城种质创制大科学中心罗克明团队联合华南农业大学王海洋团队在Cell旗下期刊Current Biology  发表了题为“ High temperature inhibits vascular development via the PIF4-miR166-HB15 module in Arabidopsis” 的研究论文，揭示了高温抑制拟南芥花序茎中维管发育，导致植株细弱、易倒伏。温度信号关键因子Phytochrome-Interacting Factor 4 （PIF4）通过抑制MIR166表达以释放下游HD-ZIPIII转录因子HB15，进而抑制花序茎中的维管束数目和次生壁合成。该研究为植物在高温条件下茎秆倒伏的调控机制提供了新的见解。

该研究发现，温度信号通路的关键分子模块phyB-PIF4在介导高温调控维管束数目和次生壁合成方面发挥重要作用，PIF4可以直接调控miR166-HB15模块，进而影响维管发育。PIF4和MIR166在维管组织的韧皮部、木质部和束间纤维中表达模式高度重叠。在高温条件下，PIF4直接结合多个MIR166基因启动子并抑制其表达，释放miR166的靶标HD-ZIPIII基因HB15，进而抑制维管束数目、木质部导管大小和束间纤维次生壁增厚。

该研究为高温引发植株茎秆细弱和易倒伏提供了新的见解，并为遗传改良茎秆强壮、适宜高温地区栽种的作物新品种提供了理论基础。

原文链接：

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(23)00834-5