删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

Plant Cell 生科院张舒群、徐娟课题组揭示植物木质部导管分化新机制

本站小编 Free考研考试/2021-04-05

闁瑰瓨鍔掔拹鐔烘嫚閸欍儱鏁╅悶娑辩厜缁辨繈宕氶崱鏇㈢叐閻犲洤澧介埢鑲╂導閸曨剚鐏愰梺鍓у亾鐢浜告潏顐㈠幋闁兼儳鍢茶ぐ锟�40%闁圭粯鍔栭崹姘辨導濮樿埖灏柨娑虫嫹
闁规亽鍔岀粻宥囨導濮樿埖灏柡澶婂暟濞夘參濡撮崒婵愬殾濞寸媴缍€閵嗗啴宕i鐐╁亾濮樺磭绠栧ù婊勫笩娴犲牏绱旈幋鐘垫惣闂侇偅鏌ㄧ欢鐐寸▔閻戞ɑ鎷辩紒鏃€鐟︾敮褰掔嵁閸噮鍚呭ù鑲╁Л閳ь剚閽扞P濞村吋鑹鹃幉鎶藉灳濠垫挾绀夐柣鈧妽閸╂盯鏌呭宕囩畺閻犲洤褰為崬顒傛偘閵娧勭暠闁告帒妫旈棅鈺呮煣閻愵剙澶嶉柟瀛樼墬閹癸綁骞庨妷銊ユ灎濞戞梹婢橀幃妤呮晬瀹€鍐惧殾濞寸媴缍€閵嗗啴鎳㈠畡鏉跨悼40%闁圭粯鍔栭崹姘跺Υ閸屾繍鍤﹀ù鐙呯秬閵嗗啰鎷归婵囧闁哄牜鍓涢悵顖涚鐠佸磭绉垮ù婧犲啯鎯傞柨娑樿嫰濞煎孩绂嶉銏犵秬9闁硅埖菧閳ь剙鍊搁惃銏ゅ礆閸℃洟鐓╅梺鍓у亾鐢挳濡存担瑙勫闯闁硅翰鍎卞ù姗€鎮ч崶鈺冩惣闁挎稑鑻ぐ鍌炲礆閺夋鍔呴柡宓氥値鍟堥柛褎绋忛埀顑胯兌濞呫劍鎯旈敃浣稿灡闁告皜浣插亾娴i晲绨抽柛妤佸搸閳ь兛绀佹禍鏇熺┍鎺抽埀顑垮倕Q缂佸本妞藉Λ鍧楀Υ娴h櫣鍙€濞戞柨绨洪埀顑挎祰閻挳鎮洪敐鍥╂惣闁告艾瀚妵鍥嵁閸愭彃閰遍柕鍡嫹

高等植物进化出能长距离运输水和矿质营养的导管结构,这为植物向陆地扩张以及繁荣壮大提供了有力保障。木质部导管是由一系列两端穿孔的导管分子死细胞相互连接而成的连续管状结构。一般认为导管分子是从管胞进化而来,这两类细胞合称为管状分子(tracheary element, TE),它的分化过程受到严格的时空调控。目前的研究表明木质部细胞的分化命运是由一些主导的转录因子(主要是NAC家族转录因子)和次级转录因子(主要是MYB家族转录因子)共同组成的多层级转录调控网络所决定的。转录因子VND7被报道在拟南芥根的原生木质部导管分化过程中起主要调控作用,但其精细的调控网络仍存在许多空白。
近日,植物所张舒群/徐娟团队在The Plant Cell上发表了题为WRKY15 Suppresses T racheary Element Differentiation Upstream of VND7 During Xylem Formation的研究论文。该研究发现了植物原生木质部导管分化过程中一个全新的负调控因子WRKY15,其作用于VND7上游,在根部原生木质部导管形成过程中发挥着不可或缺的作用。
该课题组在之前的研究中发现ERECTA-MPK3/MPK6信号途径在植物区域性细胞分裂过程中发挥重要作用,在进一步探究其下游调控机制过程中,对转录因子WRKY15的生物学功能产生了兴趣。本研究构建了WRKY15启动子驱动的eYFP-GUS融合蛋白,发现WRKY15主要在拟南芥根的原形成层和根冠中表达。接着,研究者构建了WRKY15 的过表达(WRKY15OE)与显性抑制(WRKY15-EAR, 即WRKY15与EAR显性抑制结构域融合)系统。研究发现WRKY15OE转基因植物根中出现不连续的原生木质部导管,并且原生木质部导管侧壁的螺纹加厚密度显著降低。与此相反,表达WRKY15-EAR的转基因植物根中能形成额外的原生木质部导管,并在后生木质部导管的位置形成原生木质部导管,而且原生木质部导管侧壁的螺纹加厚密度显著增加并伴随木质素沉积增多。WRKY15-EAR植株中的非维管细胞(包括根皮层细胞、下胚轴和叶片表皮细胞)可以转变成TE细胞,表明WRKY15在木质部导管分子分化过程中起着重要的负调控作用。
该研究进一步通过RNA-Seq、RT-qPCR以及构建的两个VND7报告基因,发现WRKY15抑制VND7基因的表达。WRKY15-EAR植株中异位TE细胞的形成与VND7异位过表达相关,并且分化成熟的异位TE细胞能完成PCD (programmed cell death)并清空细胞,这类似于正常的TE分化过程。
木质部导管分化涉及多级转录精细调控。迄今为止,对该过程的负调控机制了解甚少,WRKY15功能的阐明进一步拓展了人们对这一调控网络的认知。张舒群教授和徐娟教授为本文的共同通讯作者,生科院博士研究生葛莎婷为论文的第一作者,植物所杜娟副研究员也参与了该研究。相关工作得到了浙江省自然科学基金****基金、青年人才托举计划以及引智计划(111 Project)的支持。
文章链接:http://www.plantcell.org/content/plantcell/early/2020/04/23/tpc.19.00689.full.pdf



相关话题/细胞 植物 过程 结构 网络