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[優(yōu)秀文章推薦]Current Biology揭示擬南芥幼苗暗形態(tài)建成的調(diào)控機(jī)制 已有2人參與
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植物根據(jù)黑暗或光照環(huán)境的差異采取截然不同的生長(zhǎng)模式。在黑暗中，植物幼苗快速長(zhǎng)高（暗形態(tài)建成），這種方式便于穿透土壤，并見光進(jìn)行光合自養(yǎng)生長(zhǎng)；而在光下，幼苗的縱向生長(zhǎng)速度明顯減慢（光形態(tài)建成），有利于減少能量消耗并保持莖干粗壯。植物的這種生長(zhǎng)方式由光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)控，但其調(diào)節(jié)機(jī)制仍不十分清楚。 從暗形態(tài)發(fā)育到光形態(tài)發(fā)生的不可逆轉(zhuǎn)變是植物生命周期中最關(guān)鍵的階段之一。暗生長(zhǎng)（'黃化'）幼苗具有以下特征：細(xì)長(zhǎng)的下胚軸、形成頂端彎鉤以保護(hù)未打開的子葉和頂端分生組織、原質(zhì)體分化及根伸長(zhǎng)減弱。這種形態(tài)使得幼苗能夠穿過(guò)土壤向上生長(zhǎng)，主要取決于儲(chǔ)存在種子中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。當(dāng)幼苗接近土壤表層時(shí)即可感知光，從而進(jìn)行植物固有的光合自養(yǎng)型生長(zhǎng)發(fā)育。在此過(guò)程中，幼苗的下胚軸伸長(zhǎng)受到抑制、葉柄與子葉打開、原質(zhì)體分化為葉綠體以及根伸長(zhǎng)。 黑暗環(huán)境下的黃化生長(zhǎng)或光照下不可逆轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)化為光形態(tài)建成涉及植物幼苗所有器官可選的發(fā)育過(guò)程。暗生長(zhǎng)的擬南芥Dez（de-etiolated by zinc）突變體的形態(tài)、細(xì)胞、代謝以及轉(zhuǎn)錄特征與光照下的幼苗特征相似。研究人員發(fā)現(xiàn)編碼�；D(zhuǎn)移酶的TRICHOME BIREFRINGENCE基因存在因果突變。Dez突變體中的果膠乙�；较陆�，與reduced wall acetylation2-3突變體的表型一致。此外，dez突變體中的果膠過(guò)度甲酯化。同型半乳糖醛酸聚糖、三聚半乳糖醛酸酯和四聚半乳糖醛酸酯短片段的添加恢復(fù)了暗生長(zhǎng)的dez突變體和類似突變體的暗形態(tài)建成，表明這些突變體不能產(chǎn)生去甲酯化的果膠片段。結(jié)合遺傳數(shù)據(jù)，研究人員提出了一個(gè)時(shí)空分離的光感知及信號(hào)響應(yīng)的模型，其中包含光依賴的幼苗發(fā)育的重疊調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和果膠來(lái)源的暗信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。黑暗環(huán)境下擬南芥幼苗的發(fā)育需通過(guò)細(xì)胞壁來(lái)源的暗信號(hào)來(lái)抑制光形態(tài)發(fā)生。 |
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