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BIOLOGICAL NITROGEN FIXATION AND LEGUME BIOLOGY

生物固氮和豆科生物学

河南大学王学路团队揭示BES1和WOX4介导独脚金内酯信号调控拟南芥形成层活性的作用机制
来源: | 作者:proc7cf94 | 发布时间: 2021-11-06 | 965 次浏览 | 分享到:

2021年10月23日,Plant Physiology在线发表了河南大学作物逆境适应与改良国家重点实验室王学路教授团队题为“Strigolactone signaling regulates cambial activity through repression of WOX4 by transcription factor BES1 ”的研究论文。该研究报道了转录因子BES1和WOX4在独脚金内酯和TDIF信号通路下游发挥拮抗作用,以调节拟南芥次生生长。

植物维管系统的次生生长表现为茎和根的加粗,有助于植物适应各种环境变化。在次生生长期间,维管形成层(VC)中的分生组织细胞可以增殖以维持干细胞群或分化为木质部或韧皮部,这两个发育轨迹之间的平衡受诸多环境和内源性因素的严格调控。据报道,新型植物激素独脚金内酯(Strigolactones,SLs)通过促进形成层细胞增殖来调控次生生长。然而,目前尚不清楚SL在植物次生生长过程中发挥功能的潜在分子机制。

D14-MAX2(MORE AXILLARY SHOOT2)是SL信号转导途径中的核心蛋白,其功能缺失导致次生生长减弱。近期研究发现,BES1(BRI1-EMS-SUPPRESSOR1)作用于D14-MAX2下游以调控茎分枝,并且BES1可促进木质部和韧皮部分化。由此推测,BES1可能在次生生长期间参与SL调控的VC细胞增殖。通过对功能获得性突变体bes1-DBES1-RNAi株系的基部茎横截面VC进行观察,结果表明BES1负调控形成层活性。max2-1 BES1-RNAi株系次生茎和下胚轴的VC活性与BES1-RNAi类似,表明BES1作用于SL信号下游负调控次生生长过程中形成层的活性(图1)。

图1.  BES1作用于SL信号通路的下游以调节形成层活性

在拟南芥中,形成层细胞分裂受胞间TDIF(TRACHEARY ELEMENT DIFFERENTIATIONINHIBITORY FACTOR,导管分化抑制因子)-TDR(TDIF受体)-WOX4(WUSCHEL-related HOMEOBOX4)信号通路的调控。BES1已被报道在促进木质部细胞分化方面作用于TDIF-TDR-GSK3s(GLYCOGEN SYNTHASE KINASE3s,糖原合酶激酶3s)下游。本研究WOX4转录水平以及LUC活性检测,并结合遗传数据显示,BES1通过抑制