万建民团队揭示微丝调节水稻形态发育新机制

2015-11-02 | 作者: 中国农业科学院作物科学研究所 | 标签: 万建民

日前,从中国农业科学院作物科学研究所获悉,该所作物功能基因组学创新团队研究发现微丝结合蛋白Villin2(VLN2)通过调节微丝的动态变化,影响细胞膨大、生长素极性运输以及水稻的生长发育。相关研究成果于2015年10月23日发表在《植物细胞(The Plant Cell)》杂志上。

据悉,微丝是细胞骨架的一种,它通过动态变化来调节众多细胞学过程。目前的研究表明,微丝参与到细胞减数分裂、有丝分裂、囊泡和细胞器运动和细胞生长。尽管最近的研究表明,微丝可以影响植物形态发育,但是其中的机制尚不清楚。

该团队长期从事水稻功能基因方面的研究。本研究中发现的突变体几乎所有组织的形态都出现改变,比如在幼苗期扭曲生长的根和茎、扭曲的叶片、穗型和皱缩的种子。细胞学分析表明,突变体中细胞变小,但是细胞数目没发生明显变化;对突变基因的克隆表明,VLN2(编码一个肌动蛋白结合蛋白)功能丧失导致突变表型。该课题组通过体内和体外实验证明了VLN2具有剪切、成束和封盖微丝的功能。此外,该课题组从vln2突变体对重力响应超敏感入手,发现了突变体根中生长素输出载体PIN2循环异常、生长素不对称分布等表型。这表明VLN2可能通过调节微丝影响PIN循环,继而影响了生长素极性运输和分布,再影响到细胞膨大和器官异常。该研究为进一步阐明微丝与植物发育的机制研究奠定了基础,对水稻形态改良提供理论支持。

上述研究由作科所和南京农业大学作物遗传和种质创新国家重点实验室合作完成。后期还计划与中国科学院植物研究所开展合作研究。研究得到了国家自然科学基金、国家转基因专项、国家863计划的资助。吴盛阳博士为论文第一作者,万建民教授为论文通讯作者。

论文链接:http://www.plantcell.org/content/early/2015/10/21/tpc.15.00581.abstract

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来源:中国农业科学院作物科学研究所

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