煙草在線據中國科學院網站報道 植物擬分生細胞(meristemoid cells)是具有干細胞活性的一類細胞,分布在分化和擴展的葉子表皮等細胞之間。據統計大約一半的葉子表皮細胞來源于擬分生細胞,但是植物擬分生細胞如何決定器官大小的分子機理幾乎不知道。中國科學院遺傳與發育生物學研究所李云海研究組與汪迎春研究組、比利時Dirk Inze研究組等合作發現了植物擬分生細胞調控器官大小的重要機制。
李云海研究組已鑒定了多個器官大小調控的關鍵因子。其中,DA1編碼一個泛素受體蛋白,da1-1突變體產生大的器官。最新研究發現,da1-1的抑制子突變體sod3-1限制了擬分生細胞的增殖,從而影響器官大小。遺傳分析表明該基因與DA1作用于不同的遺傳途徑。SOD3基因編碼了轉錄調控因子SAP。過量表達SAP產生大的器官,表明SAP是器官大小的正調控因子。進一步研究發現SAP是一個含有類WD40重復結構域的F-box蛋白。SAP可以與SCF復合體成員ASK1/2和CUL1互作形成E3泛素連接酶SCFSAP復合體。SAP能夠與轉錄因子PPD互作并介導PPD泛素化降解。遺傳分析表明SAP與PPD作用于同一遺傳途徑,通過調控植物擬分生細胞增殖,決定器官大小。
該研究揭示了F-box蛋白SAP與轉錄調控因子PPD互作,并介導PPD泛素化降解,從而調控擬分生細胞增殖和器官大小的分子機制。該研究不僅在理論上發現了植物擬分生細胞調控器官大小的新機制,也將為植物高產育種提供理論基礎和基因資源。
該研究結果于4月6日在線發表于Nature Communications(DOI: 10.1038/NCOMMS11192)。李云海研究組博士研究生王志標為該論文的第一作者,李云海為該論文的通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金和轉基因重大專項的資助。
SCFSAP通過調控擬分生細胞增殖決定器官大小的分子模型
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察