植物结构是几个连续发育过程的结果，可分为两个事件：器官发生和延伸。器官发生源于分生组织(干细胞)，分生组织产生不同类型的器官(例如叶和花)和腋芽，以及对向的节间。这些器官形成一个称为植物体的功能单位。它会迭代并扩展自身几轮，直到顶点中止或终止为专门的结构。

研究人员阐明了大麦节间伸长的变异性和适应性

在这种情况下，大麦的主体轴代表植物体的连续分段，其中营养器官和生殖器官在相对端共存。尽管如此，植物体起始和伸长如何协调仍然知之甚少。因此，研究小组通过关注大麦营养茎和生殖穗中的节数和节间长度，系统地研究了植物体的起始和伸长。

“通过测量 2,500株具有广泛遗传多样性的大麦植株的 15,000 个代表植物体长度和数量的数据点，我们发现了一种以前未被认识到的沿主轴的普遍节间伸长模式，”该研究的第一作者 Yongyu Huang 博士解释道。分子生物学和进化。

“节间伸长模式清楚地将主体轴从头到尾分为三个子区域，无论植物体数量如何，”黄说。“我们将这三个子区域分别称为近端节间、中央节间和远端节间，并且能够明确剖析它们的每一个遗传组成。”

在他们的工作中，研究人员能够识别影响大麦节间伸长的已知和新的基因组位点。一个引人注目的例子是开花时间基因 PHOTOPERIOD1，该基因被重新利用以通过赤霉酸 (GA) 途径指定近端节间长度。GA是节间伸长所需的激素。

20世纪60年代，绿色革命改变了GA激素系统的“半矮化”基因突变降低了小麦和水稻的株高，使它们能够以更高的种植密度种植，同时防止倒伏。

“然而，引入半矮化品种的一个主要环境缺点是，当生物量减少时，需要大量使用化肥来维持花序肥力，”黄说。如今，大麦仍然被认为不太耐倒伏。“我们的研究表明，较短的近端节间与较高的花器官存活率相关。”

这表明，通过在早期发育阶段将资源从近端节间重新分配到花器官，很可能在半矮化的同时保持花序育性，从而防止倒伏。

此外，研究人员发现，不同的本地适应大麦群体表现出不同的近端节间长度，而远端节间长度保持不变。“在植物群落中，茂密的树冠可以导致从近端到远端不同的小气候，”Thorsten Schnurbusch 教授说，他是 IPK 植物结构研究小组的负责人，也是哈勒维滕贝格马丁路德大学作物发育遗传学教授。“这可能会随着垂直空间的变化而变化，从而导致不同节间的动态伸长。”