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华南植物园植物主根发育调控过程研究取得进展

2019-07-17 06:29

染色质重塑作为表观遗传调控的重要内容,对植物的生长发育和响应胁迫过程至关重要。

一个世纪之前,达尔文描述了根向重性对植物生长的重要性,根系在土壤中的分布直接影响植物对营养和水分的吸收与利用。植物激素生长素具有较强的流动性,运输载体蛋白PIN对调控生长素在植物体内的运输过程起到重要作用。

中国科学院华南植物园植物表观遗传学组助理研究员杨松光研究发现,植物染色质重塑因子BRM 缺失导致拟南芥主根变短,brm突变体主根根尖静止中心(QC,quiescent centre)和QC特异Marker在BRM 缺失突变体中异常。BRM 突变体主根中生长素运输蛋白基因PINs新澳门萄京娱乐场官网,和调控主根发育的关键转录因子PLT1PLT2表达降低。进一步研究发现BRM通过直接结合于生长素运输蛋白PINs染色质区,调节PINs的表达,影响生长素在主根中分布,从而影响PLTs的表达,进而影响主根根冠干细胞微环境的维持。

中国科学院植物研究所研究员乐捷研究组的最新研究结果表明,拟南芥转录因子FOUR LIPS和MYB88协同作用,控制主根和侧根根尖感重细胞中PIN3PIN7 基因的时空特异表达;PIN3PIN7 通过调整生长素在根两侧的定向运输和分布,动态地改变根对重力的响应角度,直接参与了根系重力形态建成。

相关研究成果已在线发表在国际植物学期刊Plant Cell上。论文共同第一作者还有植物表观遗传学组博士研究生赵林茂,该研究工作得到了博士研究生赵明磊以及博士刘勋成、罗鸣的科研支持。项目获得了国家重点基础研究发展计划和国家自然科学基金的资助。

该研究成果首次证明生长素运输载体PIN蛋白所参与的重力响应受到多个转录因子精细的动态调控,为进一步了解植物在长期进化过程中为适应重力环境所建立的感重性及其信号调控网络提供了新的线索。

论文链接

该研究成果于11月18日在《自然·通讯》(Nature Communications)期刊上发表。乐捷研究组博士研究生王宏哲为论文第一作者。此外,乐捷参加的另一篇关于PIN3 调控侧根发生机制的合作论文也在同期发表。研究得到了国家重点基础研究发展计划和国家自然科学基金的资助。

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图1 BRM突变导致拟南芥主根变短。

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