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Nature Communication:拟南芥AHL15基因介导体胚发生和基因组复制

已有 2226 次阅读 2021-5-6 08:03 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

An Arabidopsis AT-hook motif nuclear protein mediates somatic embryogenesis and coinciding genome duplication

第一作者Omid Karami

第一单位莱顿大学

通讯作者Remko Offringa


 Abstract 


背景回顾Plant somatic cells can be reprogrammed into totipotent embryonic cells that are able to form differentiated embryos in a process called somatic embryogenesis (SE), by hormone treatment or through overexpression of certain transcription factor genes, such as BABY BOOM (BBM). 


主要发现:Here we show that overexpression of the AT-HOOK MOTIF CONTAINING NUCLEAR LOCALIZED 15 (AHL15) gene induces formation of somatic embryos on Arabidopsis thaliana seedlings in the absence of hormone treatment. 


结果1-AHL15在胚胎发生中的表达模式及功能:During zygotic embryogenesis, AHL15 expression starts early in embryo development, and AH15 and other AHL genes are required for proper embryo patterning and development beyond the globular stage. 


结果2-AHL15在激素诱导的体胚发生中的表达模式及功能:Moreover, AHL15 and several of its homologs are upregulated and required for SE induction upon hormone treatment, and they are required for efficient BBM-induced SE as downstream targets of BBM


结果3-过表达AHL15诱导体胚很多为多倍体及机理:A significant number of plants derived from AHL15 overexpression-induced somatic embryos are polyploid. Polyploidisation occurs by endomitosis specifically during the initiation of SE, and is caused by strong heterochromatin decondensation induced by AHL15 overexpression.


 摘 要 


植物体细胞可以经过重编程,转变为具有全能性的胚性细胞,这些细胞能够进一步通过体细胞胚胎发生的过程形成形成分化的胚胎,而这一过程通常需要植物激素的处理或者过表达BBM等某些特定的转录因子。本文中,作者发现过表达AHL15基因能够诱导拟南芥幼苗,在没有激素处理的情况下形成体胚。在合子胚胎发生过程中,AHL15基因在胚胎发育的早期就开始表达,并且AHL15和其它的AHL基因对于球形胚之后胚胎模式的正确建成和发育都是必需的。此外,AHL15及其同源基因在激素诱导的体胚发生过程中上调表达,并且对于激素诱导的体胚发生也是必需的,并且其作为BBM下游的靶基因作用于BBM诱导的体胚发生。作者还发现,通过过表达AHL15诱导的体胚发生所获得的植株很多都是多倍体。多倍化多特异发生于体胚发生起始阶段的核内有丝分裂,是由AHL15过表达所引起的强异染色质解凝聚所导致的


 通讯作者 

** Remko Offringa **


研究方向植物激素生长素在植物发育对于外界环境信号响应中的作用以及在植物发育状态转变中的作用


doi: https://doi.org/10.1038/s41467-021-22815-8


Journal: Nature Communication

Published date: May 04, 2021



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