同一植物,環(huán)境不同,其根系構型(根系結構及空間造型)可隨之變化,但誰在主導這種“隨機應變”?在學術界,這一問題尚未定論。近日,山東農(nóng)業(yè)大學李傳友、陳謙科研團隊發(fā)現(xiàn)了主導植物根系構型變化的“指揮官”,揭示了根系可塑性發(fā)育過程中根尖干細胞不對稱分裂的分子機理,為作物優(yōu)質(zhì)抗逆育種提供了堅實的理論基礎。這項成果近日刊登在《美國科學院院報》和《植物生理》上。
根是植物*重要的營養(yǎng)器官。前期研究發(fā)現(xiàn),同一基因型的植物在不同環(huán)境條件下,根系構型可以發(fā)生巨大變化。這其中,根尖干細胞通過持續(xù)、協(xié)調(diào)的分裂、分化程序,形成根尖分生組織和根冠組織,成為根系可塑性中至關重要的因素。多年來,對植物的根進行改良性塑造,提高其適應不良環(huán)境的能力以及對土壤養(yǎng)分的資源利用率,增強其對病蟲害等抗性,是研究人員的夢想。
李傳友、陳謙團隊發(fā)現(xiàn),轉錄中介體調(diào)控根系徑向發(fā)育進程,轉錄延伸因子調(diào)控干細胞生理活性。在進化上高度保守的轉錄中介體亞基MED31通過控制根尖干細胞功能,維持核心轉錄因子SHR-SCR介導的時空特異性轉錄輸出,從而調(diào)控干細胞的不對稱分裂。這一研究成果揭示了轉錄中介體在“溝通”轉錄因子和通用轉錄機器中的作用方式。轉錄延伸因子復合體通過根尖干細胞核心轉錄因子SHR,調(diào)控干細胞生理活性。它通過整合外部環(huán)境信號和內(nèi)部發(fā)育信號,調(diào)整根系生長發(fā)育進程,從而適應外部環(huán)境的變化,在植物生長發(fā)育和抵御逆境脅迫過程中發(fā)揮重要作用。
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