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我室在植物母体与子代协同发育的分子机制研究方面取得进展

近日,我室许盛宝课题组与袁黎课题组在New Phytologist发表题为“Auxin efflux controls orderly nucellar degeneration and expansion of the female gametophyte in Arabidopsis”合作研究论文,提出生长素极性运输调控植物母体和子代协同发育的分子机制。

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良好的雌配子体发育对于植物有性生殖与作物产量具有重要意义。在雌配子体的发育过程中,随雌配子体的膨大,其周围的珠心细胞会有序降解。目前还不清楚这个有序降解过程的调控机制。研究发现发现珠心细胞的有序降解是由生长素所控制。植物巧妙的利用了生长素极性运输的特点,将母体产生的生长素运送到雌配子体周围的珠心细胞,启动位于极性运输终点的珠心细胞的死亡,从而释放出雌配子体膨大所需要的空间与养分。通过这个机制,实现植物珠心细胞的降解和雌配子体发育的同步进行。

值得注意的是在珠心细胞降解过程中,生长素供应和生长素梯度是由母体组织控制的,这意味着距雌配子远处的母体组织可以通过生长素的供应,将其生长状态的信号(包括环境胁迫信息)整合到雌配子体的发育中,以调节成熟雌配子体的数量和营养储备,为母体和子代的协调发育提供信号交流机制。

西北农林科技大学农学院博士生王君哲与郭效龙为论文的并列第一作者。我室许盛宝副教授、袁黎教授和马萨诸塞大学Elizabeth Vierling教授和为共同通讯作者。本研究受到国家自然科学基金以及US Department of Agriculture项目和国家青年人才计划项目(A279021801)资助,得到作物旱区逆境生物学国家重点实验室与西北农林科技大学农学院分子生物学研究平台的研究条件支撑。