科技日报记者 罗云鹏 通讯员 杨映雪
3月3日,记者从深圳理工大学获悉,该校未来农业研究院院长、合成生物学院讲席教授杨贞标团队联合国内外多家单位,通过拟南芥子叶中基于一种生长素运输蛋白(PIN2蛋白)的自调控生长素流动机制,揭示出植物发育过程中生长素调控新机制,为理解植物器官发育提供了全新视角。相关研究成果近日发表在《自然·通讯》上。
据悉,研究团队通过利用植物子叶系统来解析生长素调控机制,其中子叶尖端的生长素极大值被认为引导其扩展。
研究人员发现,在子叶边缘,一列细长的边缘细胞积累了极性定位的PIN2蛋白,并形成指向尖端的极性生长素运输系统,这一生长素运输系统通过自激活和自终止机制的瞬时建立,从而强有力地协调了子叶表皮铺路细胞的交错过程。
该研究进一步揭示,生长素的前体吲哚丁酸(IBA)在子叶边缘细胞中转化为活性生长素吲哚乙酸(IAA),从而启动了PIN2的积累和极性运输。
而随着生长素浓度在子叶尖端的逐渐升高,负反馈机制启动,TOB1蛋白(IBA转运蛋白1)的表达使得IBA被转运至液泡,终止了PIN2的积累,完成了这一动态的生长素流动过程。
另悉,这一发现在揭示植物生长素在细胞层面上的自调控机制的同时,也为人们理解植物发育过程中的信号传递提供了新思路。
研究团队认为,植物发育过程中生长素调控新机制可能不仅仅局限于叶片发育,还可能在根的延长、根的分枝等植物发育的其他关键过程中发挥作用。