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

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关键词：

来源：

Nature Communications

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来源地址：

https://doi.org/10.1038/s41467-025-59330-z

资源所属：

农业生物技术专题

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。