根特大学揭示调控侧根发育的生长素信号进化保守性

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林木科学评论

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资源所属：

农业生物技术专题

类型：

前沿资讯

语种：

中文

原文发布日期：

2024-01-03

摘要：

近日，比利时根特大学Danny Geelen教授团队在New Phytologist上发表了题为“Chemical induction of hypocotyl rooting reveals extensive conservation of auxin signalling controlling lateral and adventitious root formation”的研究论文。该研究通过对HYSPARIN (Hypocotyl Specific Adventitious Root Inducer) 诱导的不定根形成进行分子和遗传分析，揭示了调控侧根和不定根发育的生长素信号网络的进化保守性。在前期实验基础上，鉴定出87种小分子是根中柱鞘细胞分裂的激活剂，进一步测试其在去黄化苗中诱导ARs的能力。所有诱导不定根 (AR)、不定根原基 (ARP)、侧根 (LR)和侧根原基 (LRP) 水平高于对照的化合物都被保留下来，并通过分级聚类进行分析。根据诱导ARP+LRP (I)、AR (II)、AR+LR (III) 和LR+LRP (IV) 形成的优先活性对化合物进行分组，其中三个小分子 (C77、C76和C54/HYS) 分组可以特异性诱导AR 。在不同浓度下对三种化合物活性进行验证，三种分子的AR诱导表型在1μM时达到饱和，而C76和C77在50μM时表现出超剂量抑制生根，化合物HYS在各浓度下都强烈诱导AR的产生并抑制LR的形成 。化合物C76和C77处理的幼苗主根非常短，叶片发育严重受损，HYS对主根长度和叶片发育的影响要温和得多 。因此，HYS是一种独特的化合物，特异性激活下胚轴中AR的形成，将其重命名为下胚轴特异性不定根诱导剂 (HYSPARIN),该小分子特异性地诱导拟南芥下胚轴的不定根发育。通过多时间点的转录组分析以及突变体的表型分析，揭示了TIR1/AFB-Aux/IAA-ARF生长素核内信号通路在不定根发育中的调控作用。还鉴定了SAUR19、OFP4和AGC2激酶作为不定根形成的调控因子。本研究为研究者更深入地理解植物根系的进化机制提供了新的见解。