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中农陈立群组揭示玉米根毛生长调控机制

发布时间:2021-01-04   点击次数:192次

中农陈立群组揭示玉米根毛生长调控机制

 

根毛是从根的表皮细胞发育而来的特殊管状细胞,在植物对营养和水的吸收以及胁迫互作过程中扮演着重要的角色。之前在拟南芥中的研究表明,根毛的起始和延伸受到bHLH转录因子的逐级调控,但是,目前对其调控根毛生长中的细胞和分子调节途径依然不清楚。

 

2019年4月,中国农业大学陈立群副教授课题组和作物基因组与生物信息学系贺岩教授在杂志 Plant Journal 在线共同发表了一篇题为Characterization of LRL5 as a key regulator of root hair growth in maize 的研究论文,报道了玉米根毛生长的调控机制。

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研究人员分析了延伸期玉米根毛的转录谱数据,从中筛选到上千个在根毛中具有表达优势的基因,这些基因都表现出bHLH转录因子结合位点的特点。同时对玉米根毛中表达的bHLH转录因子ZmLRL5进行了分析,发现单独干扰ZmLRL5严重抑制根毛生长,这与翻译抑制剂处理后的结果是一致的。

此外,通过 RNA-seq、酵母单杂交和核糖体图谱分析等确定了ZmLRL5的调控网络,发现ZmLRL5的表达降低会导致核糖体蛋白翻译途径中的转录受到抑制。这表明,ZmLRL5基因能够在玉米根毛生长过程中通过调控核糖体等翻译过程相关基因的表达来统筹调节翻译进程。

该研究还发现,ZmLRL5 的破坏会导致参与活性氧(ROS)的一组基因表达也被抑制。该研究推测这可能是因为ZmLRL5作为转录激活因子起作用,并直接调节这些 ROS 基因的表达,或是由于 zmlr15 株系中根毛的抑制生长而引起的次级效应。

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zmlrl5突变体抑制根毛生长

 

总之,该研究分析了ZmLRL5对玉米根毛生长的调控作用,并揭示了ZmLRL5的调控机制。

 

参考文献:

Wang CX, Qi CY, Luo JH, et al. Characterization of LRL5 as a key regulator of root hair growth in maize. Plant J. 2019 Apr;98(1):71-82.IF=5.726

 

 

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