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Current Biology:拟南芥根中由PHB控制的遗传网络调控基本组织的模式建成

已有 1031 次阅读 2020-11-13 08:57 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

A PHABULOSA-Controlled Genetic Pathway Regulates Ground Tissue Patterning in the Arabidopsis Root

第一作者Gaia Bertolotti

第一单位罗马大学

通讯作者Raffaele Dello Ioio


 Abstract 


大背景In both animals and plants, development involves anatomical modifications.


基本组织:In the root of Arabidopsis thaliana, maturation of the ground tissue (GT)—a tissue comprising all cells between epidermal and vascular ones—is a paradigmatic example of these modifications, as it generates an additional tissue layer, the middle cortex (MC).


中间皮层发育:In early post-embryonic phases, the Arabidopsis root GT is composed of one layer of endodermis and one of cortex. A second cortex layer, the MC, is generated by asymmetric cell divisions in about 80% of Arabidopsis primary roots, in a time window spanning from 7 to 14 days post-germination (dpg).


初步研究基础-细胞周期蛋白:The cell cycle regulator CYCLIN D6;1 (CYCD6;1) plays a central role in this process, as its accumulation in the endodermis triggers the formation of MC


初步研究基础-赤霉素The phytohormone gibberellin (GA) is a key regulator of the timing of MC formation, as alterations in its signaling and homeostasis result in precocious endodermal asymmetric cell divisions.


提出问题:However, little is known on how GAs are regulated during GT maturation.


主要发现:Here, we show that the HOMEODOMAIN LEUCINE ZIPPER III (HD-ZIPIII) transcription factor PHABULOSA (PHB) is a master regulator of MC formation, controlling the accumulation of CYCD6;1 in the endodermis in a cell non-autonomous manner.


作用机制:We show that PHB activates the GA catabolic gene GIBBERELLIN 2 OXIDASE 2 (GA2ox2) in the vascular tissue, thus regulating the stability of the DELLA protein GIBBERELLIN INSENSITIVE (GAI)—a GA signaling repressor—in the root and, hence, CYCD6;1 expression in the endodermis.


 摘  要 


在动物和植物中,发育涉及到解剖结构上面的改变。在拟南芥的根组织中,由表皮细胞(epidermal cell)和维管细胞(vascular cell)之间所有细胞构成的基本组织(ground tissue)的成熟是解剖结构改变的一个典型范例,其会形成一个附加的组织层,即中间皮层(middle cortex)。在早期的胚后发育阶段,拟南芥根的中间皮层是由一层内皮层和一层皮层所构成的。而第二层皮层,即中间皮层,在80%的拟南芥初生根中是由不对称的细胞分裂形成的,形成的时间大约在种子萌发后的7到14天。细胞周期蛋白CYCD6;1在该过程中发挥重要作用,其在内皮层中的积累诱导了中间皮层的形成。植物激素赤霉素GA是中间皮层形成时间的一个关键调控因素,GA信号转导和内稳态的变化作用于内皮层精确的不对称分裂模式。但是,有关GA如何作用于基本组织的成熟的还不清楚。本文中,作者发现HD-ZIPIII转录因子PHB是中间皮层形成的主要调控子,其通过细胞非自主性的方式控制CYCD6;1在内皮层中的积累。作者发现PHB能够激活GA代谢基因GA2ox2在维管组织中的表达,借此调控根中GA信号抑制因子DELLA蛋白GAI的稳定性,从而最终调控CYCD6;1基因在内皮层中的表达。


 通讯作者 

**Samuel F. Brockington**


个人简介:

2003-2005年,罗马大学,学士;

2005-2008年,罗马大学,博士;

2008-2009年,罗马大学,博后;

2009-2013年,牛津大学,博后;

2013-2014年,马克斯普朗克植物育种研究所,博后;

2014-2018年,罗马大学,A类研究员;

2019年-至今,罗马大学,B类研究员


研究方向:

植物根部皮层层数变异的遗传机制


doi: 10.1016/j.cub.2020.10.038


Journal: Current Biology

Published date: Nov 10, 2020



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