張建國等揭曉“雨后春筍”生長謎底

短短幾個月，毛竹就能從一顆剛出土的幼筍長成20米高的竹稈，特別是在生長高峰期的春天，一晚上甚至可以長高3~4米。毛竹為什么具有這樣神奇的生長速度，現在這一謎底終于揭曉。

近日，中國林業科學研究院林業所樹木遺傳育種國家重點實驗室張建國研究組在毛竹莖稈快速生長的分子機制研究中取得了重要進展，他們揭示出了竹稈速生的物質和能量基礎，該研究結果已經被學術期刊Journal of proteome research http://www.kindlingtouch.com/St103691在線發表。

據了解，對于毛竹莖稈生長發育規律的研究，我國目前主要集中在竹稈的材質生長方面，對竹稈的解剖構造已經了解得很全面，但是對于其內在的生理生化基礎、內在的調控機制卻知之甚少。

而張建國研究組發現，在竹筍到幼竹的生長階段，快速生長是由細胞分裂和細胞伸長共同引起的。據張建國所述，竹子的生長首先要進行細胞的分裂，但是分裂只能使體積增大，而細胞分裂后快速地伸長才是竹子長高的主要原因。

經組織解剖表明，竹稈在發育初期，細胞分裂占主導地位，而在發育的中后期，細胞伸長則占主導地位，竹稈的發育、成熟和老化首先從基部開始啟動，然后才是中部和頂部。

但是，不管細胞分裂還是伸長都與激素密不可分。據了解，植物激素是一類天然的有機物質，作為信號分子能以微量的濃度來影響一些生理過程，包括生長、分化和發育等。

而毛竹在沒有光合作用的情況下，激素必然對其生長發育過程起到至關重要的作用。研究組通過分析竹子整個發育期內不同發育部位的內源激素的動態變化，結果發現，竹子中內源激素的變化調控著細胞的伸長，而激素間的平衡調節了竹稈的伸長和成熟。

張建國表示，在竹稈的發育過程中，由于光合能力較弱，能量則主要來自于蔗糖降解，果糖激酶的差異表達在能量產生中起到了決定作用，無氧呼吸和有氧呼吸的轉換在能量生成中也發揮了重要的作用。

在竹稈發育的初期，竹稈被一層厚厚的竹鞘所包被，因此就形成了一個缺氧環境，在這種狀態下，儲藏營養就被降解成單糖，通過糖酵解繼而轉化成能量。但在竹稈發育的后期，隨著竹鞘的脫落，缺氧的環境逐漸減弱，三羧酸循環就變成產生能量的主要方式。

另外，張建國表示，該研究成果還是竹類植物蛋白組學方面的報道，*次從蛋白表達水平來揭示物質快速生長的生理機制。

據了解，蛋白質是大多數基因的產物，是基因功能的zui終執行者，蛋白組學是研究蛋白質的一項有力手段。

雖然蛋白組學研究已用于大量的物種上，但主要集中在動物上，關于植物方面的研究不到整個蛋白組學研究份額的5%，涉及到林業上的物種就相對更少。

研究發現，在代謝、能量、細胞生長、轉錄等功能蛋白豐度表達都隨時間序列而變化，蛋白表達量受竹子發育時期的差異影響較大，而受部位差異影響較小。另外，細胞伸長也與蛋白表達量的變異有關。

毛竹是我國zui重要的竹種之一，具有*的生態價值、經濟價值和文化價值，木材產量在林木中*三。

張建國認為，本研究針對毛竹建立了一套完善的雙向電泳體系，今后可以供其他竹類植物蛋白組學研究參考。另外，把蛋白組學技術和林業研究有效地結合，用來解決生產上的問題也是一項非常有意義的工作。