研究揭示生长素运输调控拟南芥茎中的维管束形成的机制

作者:iPlants 2024/8/2 13:42:52
农作物产量和抗倒伏与维管束数量的增加呈正相关。近日,《New Phytologist》杂志在线发表了来自康涅狄格大学Huanzhong Wang课题组等题为“A transcriptional repressor HVA regulates vascular bundle formation through auxin transport in Arabidopsis stem”的研究论文。该研究
农作物产量和抗倒伏与维管束数量的增加呈正相关。近日,《New Phytologist》杂志在线发表了来自康涅狄格大学Huanzhong Wang课题组等题为“A transcriptional repressor HVA regulates vascular bundle formation through auxin transport in Arabidopsis stem”的研究论文。该研究作者鉴定了一种高维管分生组织活性蛋白(HVA),可以增加拟南芥茎中维管束的数量并增强形成层活性。该研究为维管形成和模式的调控提供了新的见解。

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维管束将水和光合产物输送到所有器官,维管束的增多有助于作物的抗倒伏。然而,拟南芥茎中维管束形成的调控机制尚不清楚。
作者报道了一种具有高维管活动的新型半显性突变体 hva-d,该突变体呈现出维管束数目增加以及茎中形成层增殖增强。研究结果表明C2H2锌指转录因子 AT5G27880/HVA 的激活导致了 hva-d 表型。该研究运用基因、生化和荧光显微镜分析方法解析了 HVA 的功能。

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HVA 作为抑制因子,能够结合到TPL基因保守的乙烯响应元件(EAR)基序与相互作用。与 HVA 激活的株系相反,CRISPR-Cas9 敲除株系或表达与激活域 VP16 融合的 HVA(HVA-VP16)的株系会导致维管束数目的减少。此外,HVA 直接调控生长素运输排出促进因子 PIN1 的表达,从而影响生长素的积累。遗传分析表明,PIN1 在控制束数方面对 HVA 具有上位性。

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该研究确定了 HVA 作为维管起始的正调控因子,通过负向调节生长素运输,为茎中维管束形成机制提供了新的见解。
杜倩、袁冰剑和 Gaurav Thapa Chhetri 是来自康涅狄格大学的博士生,为该研究的共同第一作者,所属实验室由通讯作者Huanzhong Wang教授指导。Tong Wang和Liying Qi以及本科生 Alexander Francoeur、Gagganpreet Singh、Liam Iorio 和Tianyi Zhang也参与了该工作。该研究由国家科学基金会(IOS-2049926)和部分由 USDA NIFA Hatch (#CONS01077) 项目资助。
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