植物肽激素为水流产生不同的细胞结构
通过植物的水流对我们的食物供应至关重要:没有适当的水流,植物不能进行光合作用,或生长或可靠地生产花,果实或种子。水从特定结构内流过根部,通过茎到叶,其蒸发受到称为气孔的微孔的调节。所有的水传导结构都是由严格控制的发育序列产生的:细胞必须分裂,以便在正确的时间在正确的位置产生必要的细胞类型。但是,关于如何控制这些复杂的发展过程的许多细节仍不清楚。
大阪大学的研究人员与中国,德国和日本的实验室合作,揭示了控制植物细胞发育的机制拼图中的关键部分。研究小组发现,肽激素是控制两种完全不同类型细胞发育的信号分子,这两种细胞都参与产生水流的细胞结构。激素通过与两个位置的两个不同受体结合来实现这一点。该团队最近在自然植物中发表了他们的发现。
该团队使用了小型植物拟南芥(Thale cress),其生长和繁殖迅速,并且比大多数作物植物具有更小,更简单的基因组。他们的研究方法包括基因改造,使用荧光染料通过显微镜研究植物的解剖结构,以及使用最新的基因编辑技术生产突变植物。
研究人员发现,编码肽激素CLE9 / 10的基因在细胞中具有活性,导致叶片气孔的发育,以及作为根部导水血管(木质部)前体的细胞。“在叶片中的原始细胞中,CLE9 / 10与蛋白质受体的结合控制着气孔的数量,”主要作者钱平平说。“但在根部,它与不同的蛋白质受体结合,并在那里控制木质部导管的产生。”
除了鉴定这两种不同的受体外,该研究还揭示了共同受体蛋白参与叶信号系统。“在动物中,有一些信号分子可被多种受体感知,”相应的作者Tatsuo Kakimoto说。“这项研究表明,相同类型的信号系统在植物中发挥作用。有趣的是,这两个发育过程涉及植物不同部分的不同受体,产生完全不同的结构,这些结构对于水流都是必不可少的。这些结果具有影响。了解如何协调植物发育的多个过程。“
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