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德国海因里希·海涅大学揭示了大麦中的CLAVATA信号通路作用机制

关键词:
来源:
Nature Communications
来源地址:
https://doi.org/10.1038/s41467-025-59330-z
类型:
学术文献
语种:
英语
原文发布日期:
2025-04-26
摘要:
2025年4月26日,德国海因里希·海涅大学(Heinrich-Heine University)杜塞尔多夫分校发育遗传学研究所的Rüdiger Simon教授团队在Nature Communications杂志发表了题为“CLAVATA signalling shapes barley inflorescence by controlling activity and determinacy of shoot meristem and rachilla”的研究论文。该研究揭示了大麦中的CLAVATA信号通路,由受体激酶HvCLV1和分泌性CLE家族肽HvFCP1组成,通过精细调控花序分生组织(IM)和关键的次级分生结构——小穗轴原基(rachilla primordium, RP)的增殖活动和发育命运,进而塑造大麦穗的整体结构,并发现该调控与海藻糖-6-磷酸(T6P)信号通路相关联。本研究系统地解析了大麦中CLAVATA信号通路(主要由HvCLV1受体和HvFCP1配体构成)在塑造复杂花序结构中的关键作用。研究发现,该信号通路并不仅仅是简单地调控顶端分生组织的大小,而是精细地、差异化地调控着构成花序的多种分生组织(特别是花序分生组织IM和小穗轴原基RP)的增殖活性和发育决定性。HvCLV1通过限制IM的过度增殖和RP的延长发育,确保了大麦穗型的稳定(如二棱排列和小穗的单花特性)。机制上,HvFCP1/HvCLV1信号通路通过整合下游的细胞分裂程序、生长素信号响应以及海藻糖-6-磷酸(T6P)糖信号通路,来协调分生组织的生长与器官形成。T6P信号的改变可能是连接CLV信号与花序结构、糖分配及开花时间调控的重要枢纽。这项研究不仅加深了我们对禾本科作物花序发育调控网络的理解,揭示了CLAVATA信号通路在其中的复杂性和重要性,也为未来通过基因编辑等手段,精确调控特定分生组织的活性,从而定向改良作物花序结构、优化产量性状(例如增加小花数或改善穗型)提供了新的理论依据和潜在靶点。
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