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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模式。在黑暗中，植物幼苗快速長高（暗形態(tài)建成），這種方式便于穿透土壤，并見光進行光合自養(yǎng)生長；而在光下，幼苗的縱向生長速度明顯減慢（光形態(tài)建成），有利于減少能量消耗并保持莖干粗壯。植物的這種生長方式由光信號轉(zhuǎn)導通路調(diào)控，但其調(diào)節(jié)機制仍不十分清楚。 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鍵的階段之一。暗生長（'黃化'）幼苗具有以下特征：細長的下胚軸、形成頂端彎鉤以保護未打開的子葉和頂端分生組織、原質(zhì)體分化及根伸長減弱。這種形態(tài)使得幼苗能夠穿過土壤向上生長，主要取決于儲存在種子中的營養(yǎng)物質(zhì)。當幼苗接近土壤表層時即可感知光，從而進行植物固有的光合自養(yǎng)型生長發(fā)育。在此過程中，幼苗的下胚軸伸長受到抑制、葉柄與子葉打開、原質(zhì)體分化為葉綠體以及根伸長。 黑暗環(huán)境下的黃化生長或光照下不可逆轉(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)育過程。暗生長的擬南芥Dez（de-etiolated by zinc）突變體的形態(tài)、細胞、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了暗生長的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。結合遺傳數(shù)據(jù)，研究人員提出了一個時空分離的光感知及信號響應的模型，其中包含光依賴的幼苗發(fā)育的重疊調(diào)控網(wǎng)絡和果膠來源的暗信號轉(zhuǎn)導。黑暗環(huán)境下擬南芥幼苗的發(fā)育需通過細胞壁來源的暗信號來抑制光形態(tài)發(fā)生。 |
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