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      孔照勝團隊揭示花絲伸長分子細胞機制

      【字體: 時間:2022年12月24日 來源:中國科學院微生物研究所

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          12 月22 日, 微生物研究所孔照勝研究組在The EMBO Journal 期刊在線發表論文,揭示了油菜素內酯信號通路整合katanin 復合體介導的微管切割,控制雄蕊花絲快速伸長、成功完成授粉的分子細胞機制

        

        1222日,微生物研究所孔照勝研究組在The EMBO Journal期刊在線發表論文,揭示了油菜素內酯信號通路整合katanin復合體介導的微管切割,控制雄蕊花絲快速伸長、成功完成授粉的分子細胞機制。 

        研究顯示,花絲伸長受油菜素內酯、生長素、茉莉酸等多種植物激素協同調控,但是植物激素如何調控微管骨架動態,進而控制花絲快速伸長、成功完成授粉迄今尚不清楚。研究人員選取了幾類重要的微管結合蛋白,它們分別執行包括成核、切割、成束等在內的不同功能。研究發現,在眾多微管結合蛋白編碼基因突變體中,僅微管切割缺陷突變體(lue1ktn80.1234)表現出特異的花絲伸長受限表型(圖1AB)。微管切割蛋白Katanin是植物微管動態重組的核心蛋白,該研究團隊的前期工作已揭示了Katanin復合體介導微管精準切割及動態調控微管重組的分子細胞機制(EMBO Journal, 2017; Current Biology, 2018,在本項研究中進一步發現lue1ktn80.1234雄蕊花絲細胞微管切割受阻,導致微管骨架紊亂,花絲伸長受抑制(圖1CD)。  

        

         1. 微管切割缺失突變體表現出特異的花絲伸長缺陷 

        katanin基因受油菜素內酯誘導表達;油菜素內酯信號通路核心轉錄因子---BZR1家族轉錄因子編碼基因的五突變體qui-2也表現出雄蕊花絲伸長受限表型。進一步研究發現BZR1家族轉錄因子轉錄激活katanin基因表達,通過調控微管切割來精準調控雄蕊花絲的伸長,成功將花藥送達雌蕊柱頭,完成授粉(圖2)。 

        

         2. 油菜素內酯信號通路調控微管切割,控制雄蕊花絲伸長模式圖 

        中科院微生物所孔照勝研究組在讀博士生王杰、特別研究助理王光達和已畢業博士生劉魏魏為文章的共同第一作者,孔照勝研究員為通訊作者,中國科學院遺傳與發育生物學研究所薛勇彪研究員,廣州大學生命科學院黎家教授也參與了相關研究工作。該研究得到了國家杰出青年科學基金及植物基因組學國家重點實驗室自主研究課題經費的資助。

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