近日，国际著名期刊《Journal of Experimental Botany》（IF5year=7.86）在线发表了我院陶俊教授团队题为“Melatonin enhances stem strength by increasing the lignin content and secondary cell wall thickness in herbaceous peony”的研究论文，发现了褪黑素具有增强植物茎秆强度的新功能。

芍药是我国传统名花和新兴的高档切花。芍药花朵硕大而茎秆强度不足易致花茎弯曲、花朵下垂，严重影响芍药切花品质，降低商品价值。因此，如何提高花茎强度、改善花茎挺直程度是目前我国芍药切花生产中急需解决的问题。

该研究发现，芍药不同品种的花茎内源褪黑素含量与花茎强度成正相关。叶面喷施褪黑素显著增强了芍药花茎强度；利用VIGS技术沉默芍药褪黑素生物合成相关基因PlTDC可显著降低芍药内源褪黑素含量，减弱花茎强度；超表达芍药PlTDC可显著提高烟草内源褪黑素含量、增强茎秆强度。接着，对同时参与褪黑素和木质素生物合成的芍药PlCOMT1基因进行转基因研究，发现它对内源褪黑素含量和茎秆强度的影响具有加倍效应。进一步研究发现，褪黑素增强芍药花茎强度的主要调控机制一方面是促进木质素积累，改变S/G木质素比率；另一方面褪黑素可增加木质部次生细胞壁厚度。该研究提出了褪黑素新的生物学功能，为提高芍药切花茎秆品质提供了新途径。

图1花茎挺直程度芍药品种的花茎内源褪黑素含量比较

图2褪黑素处理对芍药花茎木质素含量与结构影响

图3褪黑素增强芍药花茎强度的模式图

我院赵大球教授为该论文第一作者，陶俊教授为通讯作者，研究生栾雨婷、石文波、汤寓涵以及美国普渡大学黄惺祺博士参与了部分工作。该研究得到了国家自然科学基金和江苏省林业科技创新与推广项目等课题资助。

全文链接：

https://academic.oup.com/jxb/advance-article-abstract/doi/10.1093/jxb/erac165/6570005