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研究揭示微丝调节水稻形态发育机制

生物技术 时间:2019-11-30 10:40:30 作者:莫敖坤
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中国农业科学院作物科学研究所作物功能基因组学创新团队发现,微丝结合蛋白Villin2(VLN2)通过调节微丝的动态变化,会影响细胞膨大、生长素极性运输以及水稻的生长发育。相关成果日前发表于《植物细胞》杂志。该所博士吴盛阳为论文第一作者,教授万建民为论文通讯作者。

微丝是一种细胞骨架,它通过动态变化调节众多细胞过程。研究表明,微丝会参与到细胞减数分裂、有丝分裂、囊泡和细胞器运动以及细胞生长等过程。尽管研究表明微丝可以影响植物形态和发育,但其中的机制尚不清楚。

万建民和南京农业大学、中科院植物所等合作研究发现,此次突变体几乎所有的组织形态都出现了改变,比如在幼苗期扭曲生长的根和茎、扭曲的叶片、穗型和皱缩的种子。细胞学分析表明,突变体中的细胞变小了,但细胞数目未明显变化;对突变基因的克隆表明,是VLN2(编码一个肌动蛋白结合蛋白)功能丧失导致突变表型。课题组通过体内和体外实验证明了VLN2具有剪切、成束和封盖微丝的功能。

此外,课题组从VLN2突变体对重力响应超敏感入手,发现了突变体根中生长素输出载体PIN2循环异常、生长素不对称分布等表型。这表明VLN2可能通过调节微丝影响PIN循环,继而影响生长素极性运输和分布,再影响到细胞膨大和器官异常。该研究为进一步阐明微丝与植物发育的机制研究奠定了基础,对水稻形态改良提供理论支持。

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