植物根系构型变化“指挥官”现身

2018年12月21日08:51  来源:科技日报
 

同一植物,环境不同,其根系构型(根系结构及空间造型)可随之变化,但谁在主导这种“随机应变”?在学术界,这一问题尚未定论。近日,山东农业大学李传友、陈谦科研团队发现了主导植物根系构型变化的“指挥官”,揭示了根系可塑性发育过程中根尖干细胞不对称分裂的分子机理,为作物优质抗逆育种提供了坚实的理论基础。这项成果近日刊登在《美国科学院院报》和《植物生理》上。

根是植物最重要的营养器官。前期研究发现,同一基因型的植物在不同环境条件下,根系构型可以发生巨大变化。这其中,根尖干细胞通过持续、协调的分裂、分化程序,形成根尖分生组织和根冠组织,成为根系可塑性中至关重要的因素。多年来,对植物的根进行改良性塑造,提高其适应不良环境的能力以及对土壤养分的资源利用率,增强其对病虫害等抗性,是研究人员的梦想。

李传友、陈谦团队发现,转录中介体调控根系径向发育进程,转录延伸因子调控干细胞生理活性。在进化上高度保守的转录中介体亚基MED31通过控制根尖干细胞功能,维持核心转录因子SHR-SCR介导的时空特异性转录输出,从而调控干细胞的不对称分裂。这一研究成果揭示了转录中介体在“沟通”转录因子和通用转录机器中的作用方式。转录延伸因子复合体通过根尖干细胞核心转录因子SHR,调控干细胞生理活性。它通过整合外部环境信号和内部发育信号,调整根系生长发育进程,从而适应外部环境的变化,在植物生长发育和抵御逆境胁迫过程中发挥重要作用。(王延斌 翟荣惠)

(责编:李依环、熊旭)

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