卷丹为百合属重要的兼具观赏、食用及药用的物种，广泛种植于我国各个省市，具有较高的经济价值。珠芽，通常着生于植株地上叶腋部位，因其能保持母体优良性状、有效避免土传病害侵染还具有更高的繁殖效率，因此，珠芽繁殖是卷丹最为重要的繁殖策略。阐明卷丹珠芽形成过程及机理，对人工调控珠芽形成及利用珠芽发生特性提高百合繁殖系数和效率具有重要的理论意义和巨大的实际应用价值。
该研究通过外源细胞分裂素和抑制剂进行处理，通过解剖学、组织学分析、激素测定及基因表达分析，阐明了细胞分裂素调控卷丹珠芽形成的机理。研究表明，珠芽起源于叶腋分生组织，细胞分裂素在珠芽发育过程中发挥重要作用。激素测定结果表明，iPA型细胞分裂素在珠芽启动阶段发挥关键作用。通过对细胞分裂素通路基因表达分析发现，在珠芽启动阶段合成（IPTs）及活化基因（LOGs）表达量显著升高而降解基因（CKX）表达量显著降低，从而使叶腋处iPA型细胞分裂素含量积累。此外，我们还发现，外源施加细胞分裂素不仅能够促进iPA和DHZR型细胞分裂素的合成还能通过促进活化基因LOGs和信号传导途径基因表达进而促进珠芽的形成；而外源施加细胞分裂素抑制剂能够抑制合成基因IPTs和活化基因LOGs的表达，从而导致叶腋处iPA型细胞分裂素合成降低，进而抑制珠芽的形成。
该研究得到国家自然科学基金、国家重点科研项目资助。蔬菜所百合课题组博士研究生何国仁和博士后杨盼盼为共同第一作者，明军研究员为通讯作者。
文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00299-020-02535-x
DOI: 10.1007/s00299-020-02535-x
