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科學家揭示微絲調節水稻形態發育新機制

作者: 張欣   文章來源:中國農業科學院作物科學研究所   發表時間:2015-11-02    點擊量:
    中國農業科學院作物科學研究所科學家研究發現微絲結合蛋白Villin2(VLN2)通過調節微絲的動態變化,影響細胞膨大、生長素極性運輸以及水稻的生長發育。相關研究成果于2015年10月23日發表在《植物細胞(The Plant Cell)》雜志上。
    據悉,微絲是細胞骨架的一種,它通過動態變化來調節眾多細胞學過程。目前的研究表明,微絲參與到細胞減數分裂、有絲分裂、囊泡和細胞器運動和細胞生長。盡管最近的研究表明,微絲可以影響植物形態發育,但是其中的機制尚不清楚。
    該團隊長期從事水稻功能基因方面的研究。本研究中發現的突變體幾乎所有組織的形態都出現改變,比如在幼苗期扭曲生長的根和莖、扭曲的葉片、穗型和皺縮的種子。細胞學分析表明,突變體中細胞變小,但是細胞數目沒發生明顯變化;對突變基因的克隆表明,VLN2(編碼一個肌動蛋白結合蛋白)功能喪失導致突變表型。該課題組通過體內和體外實驗證明了VLN2具有剪切、成束和封蓋微絲的功能。此外,該課題組從vln2突變體對重力響應超敏感入手,發現了突變體根中生長素輸出載體PIN2循環異常、生長素不對稱分布等表型。這表明VLN2可能通過調節微絲影響PIN循環,繼而影響了生長素極性運輸和分布,再影響到細胞膨大和器官異常。該研究為進一步闡明微絲與植物發育的機制研究奠定了基礎,對水稻形態改良提供理論支持。
    上述研究由作科所和南京農業大學作物遺傳和種質創新國家重點實驗室合作完成。后期還計劃與中國科學院植物研究所開展合作研究。研究得到了國家自然科學基金、國家轉基因專項、國家863計劃的資助。吳盛陽博士為論文第一作者,萬建民教授為論文通訊作者。

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