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植物肽类激素能生成独特的处理水流的细胞结构
日期:2019-03-11 作者:编译:赵静娟 来源: 农科智库 点击:
     流经植物的水流对于粮食供给至关重要:如果没有合适的水流,植物就不能进行光合作用,或生长、开花、结果、生成种子。水从植物根部特殊的结构内流入,通过茎干来到叶片,由称为气孔的微小孔隙调节水分的蒸发。所有处理水分的结构都经过紧密控制的发育阶段生成:细胞必须进行分裂,以在正确的时间、正确的位置生成必要的细胞类型。但是,有关控制这些复杂的发育过程的许多细节仍然不为人知。
    大阪大学(Osaka University)的研究人员与中国、德国、日本的实验室合作,拼出了控制植物细胞发育机制拼图的关键一块。该研究团队发现,肽类激素是控制两种截然不同的细胞发育的重要分子,这两种细胞都参与了生成处理水分的细胞结构的过程。通过绑定到两个位置的两个不同的受体,肽类激素得以控制这两种细胞。最近,该研究团队将其研究成果发布于《自然-植物》(Nature Plants)杂志。
    研究团队实验的植物为生长、繁殖迅速的小型植物拟南芥(阿拉伯芥),其基因组比大部分作物都要单一。研究方法包括基因工程,通过显微镜观测荧光团研究植物的内部构造,并利用最新的基因编辑技术生成突变体植物。
    研究人员证明,基因编码肽类激素CLE9/10在两种细胞中十分活跃,前一种细胞控制着叶片气孔的发育,后一种细胞则是根部处理水分管束(木质部)的前体。
    “在叶片的原基细胞中,将CLE9/10绑定到蛋白质受体上控制着气孔的数量,”第一作者钱平平(Pingping Qian)说道,“但是在根部,CLE9/10会绑定到一个不同的蛋白质受体上,从而控制木质部管束的生成。”
    该研究不仅确认了两种不同的受体,还证实了叶片的信号系统也涉及到了协同受体蛋白质。
    “在动物中,也有例子证明不同受体能感知到信号分子,”通讯作者柿本辰男(Tatsuo Kakimoto)说道,“这一研究表明了植物中有同种类型的信号系统。两种发育过程涉及到植物不同部位的不同受体,生成完全不同的结构,却对水分处理都十分重要,这一点很有趣。对于理解众多过程如何在植物生长时相互协调,这些研究结果都有其意义。”
    (来源:日本大阪大学   北京市农林科学院农业信息与经济研究所报道)
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