原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/519693.shtm
近日,華南農業大學林學與風景園林學院教授葛良法和生命科學學院教授黃巍團隊合作,研究揭示了MtKIX8調控蒺藜苜蓿螺旋果莢形態建成的機制。相關成果在線發表于《植物生理學》(Plant Physiology)。
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不同形狀果莢形態建成模型。(注:VS,腹縫線;DS,背縫線)受訪者供圖
莢果是由單心皮發育形成的果實,也是豆科植物所特有的果實,能起到保護種子的作用。在長期進化的過程中,莢果演化出了多種形態的,以適應不同的種子傳播機制。根據形態特征,果莢可大致分為三類,即直型果莢、螺旋果莢和扭曲果莢。雖然有管螺旋果莢的形態學研究已有報道,但相關的遺傳機理還并不清楚。蒺藜苜蓿是豆科模式植物,具有天然的螺旋狀果莢,是研究植物器官螺旋的理想材料。
研究者在篩選與器官大小調控因子BIG SEEDS 1(BS1)互作蛋白的過程中,得到一個與BS1互作的轉錄因子MtKIX8。MtKIX8是擬南芥AtKIX8/9、番茄SlKIX8/9、大豆GmKIX8/9、豌豆PsBIO以及百脈根LjBIO的同源基因。該基因廣泛參與了被子植物器官大小及花瓣內部不對成性的發育調控。
研究者在蒺藜苜蓿突變體庫中篩選到了兩個mtkix8等位突變體,其果莢在發育過程中,不能形成規則且致密的螺旋狀結構,手性也會發生改變。通過組織細胞學研究,研究者發現mtkix8突變體果莢腹縫線區域的細胞數目、形態及大小均存發生了明顯改變。進一步研究表明,MtKIX8在果莢腹縫線區域的表達顯著高于背縫線區域,并通過協調腹縫線和背縫線區域的生長速率決定果莢的最終形態。
該研究不僅發現了MtKIX8的新功能,也揭示了苜蓿屬螺旋果莢形成的機理模型。
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