在植物中,所有上述 - 地面组织的发展都取决于芽顶分生组织(SAM),该分生组织平衡了细胞增殖和分化以允许寿命 - 长期生长。为了最大程度地提高健身和生存,分生分生活动通过对发展信号的整合不足以与环境和营养信息的了解不足来调整为普遍的统治。在这里,我们表明糖信号通过改变分生组织的蛋白质生物植物(STM)的蛋白质水平,这是分生组织维持的关键调节剂。STM在糖含量较低的花序中含量较低,这是由于在限制光条件下生长或处理的植物所致。此外,蔗糖但没有光足以维持STM在切除的花序中的积累。过表达α1-蔗糖 - 非发酵1-相关激酶1(SNRK1)的植物在最佳光条件下会积累较少的STM蛋白,尽管分生组织中的糖积累较高。此外,SNRK1α1与STM进行物理相互作用,并抑制其在报告基因分析中的活性,这表明SNRK1抑制了STM蛋白功能。与SNRK1α1过表达者中没有生长缺陷的不存在,使SAM中的SNRK1α沉默会导致分生组织功能障碍和严重的发育表型。这伴随着STM转录水平降低,表明对STM的间接影响。这突出了糖和SNRK1信号对于分生组织活动的适当协调的重要性。总的来说,我们证明了糖会促进STM的积累,并且SNRK1糖传感器在SAM中起着双重作用,在不利条件下限制了STM功能,但在有利条件下的整体分生组织组织和完整性所必需。
随着果树作物品种的驯化和改良,果实大小也发生了显著的进化。在番茄 (Solanum lycopersicum) 中,CLAVATA-WUSCHEL 信号通路基因的自然发生顺式调控突变导致果实大小显著增加,产生增大的分生组织,从而使花长出额外的器官,果实也更大。在这项工作中,通过结合测序定位和 CRISPR/Cas9 基因组编辑方法,我们分离出了一种调控花分生组织活性的 AP2/ERF 转录因子——过多花器官 (ENO)。因此,ENO 基因突变会导致植物因花分生组织增大而产出更大的多室果实。遗传分析表明,eno 与 LOCULE NUMBER(编码 SlWUS )和 FASCIATED(编码 SlCLV3 )基因座的突变表现出协同效应,这两个基因座是栽培番茄驯化过程中果实大小进化的关键因素。我们的研究结果表明,eno 突变会以花特异性的方式导致 SlWUS 表达域的大幅扩增。体外结合结果表明,ENO 能够与 SlWUS 启动子区内的 GGC-box 顺式调控元件相互作用,表明 ENO 直接调控 SlWUS 表达域以维持花干细胞稳态。此外,对 ENO 基因座自然等位基因变异的研究证明,ENO 启动子中的顺式调控突变在驯化过程中受到了正向选择的靶向,为现代番茄果腔数量和果实大小的大幅增加奠定了基础。
・发现在茎尖分生组织中基因组DNA高度甲基化,并且成花素可增加DNA甲基化。 ・明确了茎尖分生组织中的DNA甲基化主要由RNA依赖性DNA甲基化途径(RdDM途径)介导。 ・提出了成花素的新功能,即通过DNA甲基化抑制茎尖分生组织中的转座子转移。 ・成功快速大量地分离了以前难以分析的细茎尖分生组织。
大多数被子植物的茎尖分生组织 (SAM) 呈圆锥形,由高度组织化的细胞层和功能域组成(111)(图 1)。最外层(L1)产生表皮组织,下一层(L2)产生表皮下组织和配子。L1 和 L2 都通过垂周细胞分裂保持为离散的细胞层,由此形成垂直于分生组织表面的新细胞壁,而子细胞则留在其原始层中。因此,从遗传学上讲,L1 和 L2 是克隆。体细胞突变由子细胞遗传,子细胞将保留在同一细胞层中,从而产生嵌合植物组织。分生组织较深区域的细胞形成第三层(L3)。在这里,细胞分裂的方向性较差,L3 产生大部分植物茎组织、维管系统和植物叶片的内层。包括花分生组织在内的新器官原基的生成发生在外周区 (PZ) 中分生组织的侧面,而分生组织的中心由中心区 (CZ) 中未分化且很少分裂的干细胞组成。SAM 和花分生组织 (FM) 具有相同的一般结构,但有一个重要区别:FM 中的干细胞用于
弹性植物的生长取决于分生组织的功能,包括芽顶分生组织(SAM),根尖分生组织(RAM)和侧向分生组织。血管形成是侧向分生组织,负责径向轴处的二次生长和茎膨胀。血管形成库的干细胞增殖,而后代分化为木质部和韧皮部细胞。每个径向细胞文件都有一个双种族干细胞,该干细胞同时产生木质部和韧皮部细胞谱系(Shi等,2019; Smetana等,2019)。确实成菌的干细胞和未分化的木质部和韧皮部祖细胞形成一个形糖化区域,通常用作形糖化活性的指标(图1A)。顶端分生组织和血管分生组织在空间上分离。这些分生组织之间的协调生长是通过移动信号(例如激素,肽和机械提示)介导的(Fischer等,2019)。环境因素在调整二次增长方面也起着重要作用。二级增长是一种进化创新,可为更大,更复杂的植物体提供足够的机械支持和有效的长距离流体传输(Tonn and Greb,2017)。此外,二级生长还会产生大量的木质生物量,顽固形式的碳形式,可以通过将大气碳固定在存储中,从而有可能减轻全球变暖。主要的血管发育是在胚胎发生期间早期建立的(Miyashima等,2013)。前尾首字母开始在全球阶段分裂,形成类似于胚胎后根血管的径向模式(Rodriguez-Villalon等,2014)。在最近的几篇优秀评论论文中讨论了调节原发血管发育的信号传导途径(Fischer和Teichmann,2017年; Tonn和Greb,2017; Wang,2020; Turley and Etchells,2022; Wang等,2023)。本文主要关注调节植物血管确实活性和继发生长的进步。
*信函的作者:patrick.laufs@inrae.fr A.N.,P.L。和A.M.C.构思了该项目和P.L.监督该项目。A.N. 在P.L.,A.M.C.,A.M.B。和M.S.的帮助下进行了大多数实验。 在S.B的监督下执行了Y1H屏幕。 A.M.C. 进行了初步的遗传分析。 B.A. 有助于产生双突变体和转基因线。 L.C. 构思了整个原位协议并监督A.N. 为此。 yu.l. 在Y.L的监督下进行了凝胶移位实验。 J.B.写了荧光平均脚本。 A.N. 和P.L. 用AMC的输入写了这篇文章。 根据作者指示(https://academic.up.com/plcell)中描述的政策,负责分配本文提出的材料积分不可或缺的材料的作者。A.N.在P.L.,A.M.C.,A.M.B。和M.S.的帮助下进行了大多数实验。在S.B的监督下执行了Y1H屏幕。A.M.C. 进行了初步的遗传分析。 B.A. 有助于产生双突变体和转基因线。 L.C. 构思了整个原位协议并监督A.N. 为此。 yu.l. 在Y.L的监督下进行了凝胶移位实验。 J.B.写了荧光平均脚本。 A.N. 和P.L. 用AMC的输入写了这篇文章。 根据作者指示(https://academic.up.com/plcell)中描述的政策,负责分配本文提出的材料积分不可或缺的材料的作者。A.M.C.进行了初步的遗传分析。B.A. 有助于产生双突变体和转基因线。 L.C. 构思了整个原位协议并监督A.N. 为此。 yu.l. 在Y.L的监督下进行了凝胶移位实验。 J.B.写了荧光平均脚本。 A.N. 和P.L. 用AMC的输入写了这篇文章。 根据作者指示(https://academic.up.com/plcell)中描述的政策,负责分配本文提出的材料积分不可或缺的材料的作者。B.A.有助于产生双突变体和转基因线。L.C. 构思了整个原位协议并监督A.N. 为此。 yu.l. 在Y.L的监督下进行了凝胶移位实验。 J.B.写了荧光平均脚本。 A.N. 和P.L. 用AMC的输入写了这篇文章。 根据作者指示(https://academic.up.com/plcell)中描述的政策,负责分配本文提出的材料积分不可或缺的材料的作者。L.C.构思了整个原位协议并监督A.N.为此。yu.l.在Y.L的监督下进行了凝胶移位实验。J.B.写了荧光平均脚本。A.N. 和P.L. 用AMC的输入写了这篇文章。 根据作者指示(https://academic.up.com/plcell)中描述的政策,负责分配本文提出的材料积分不可或缺的材料的作者。A.N.和P.L.用AMC的输入写了这篇文章。根据作者指示(https://academic.up.com/plcell)中描述的政策,负责分配本文提出的材料积分不可或缺的材料的作者。
摘要 从寡核苷酸定向诱变 (ODM) 到 CRISPR 系统,基因组编辑工具都使用合成寡核苷酸进行核苷酸的靶向交换。目前,大多数基因组编辑方案依赖于具有体细胞克隆变异和植物再生限制的体外细胞或组织培养系统。因此,我们在此报告了一种用于优化 ODM 的替代植物细胞测试系统,该系统基于将寡核苷酸溶液注射到单倍体玉米幼苗的顶端分生组织区域。使用 5′-荧光素标记的寡核苷酸,我们检测到合成 DNA 分子在茎尖分生组织细胞和叶原基维管束中的积累。为了沉默或敲低体细胞中的八氢番茄红素去饱和酶基因,将带有 TAG 终止密码子的 41 碱基长的单链寡核苷酸注射到玉米幼苗中。我们检测到长出的 M1 幼苗长出了带有白色条纹或浅绿色的叶子。白色条纹的共聚焦显微镜显示,除了叶绿素荧光缺乏的组织区域外,白色条纹中还存在含叶绿素的细胞。对白色条纹的 DNA 样本进行 Ion Torrent 测序表明,八氢番茄红素去饱和酶基因中的 TAG 终止密码子的读取频率为 0.13–1.50%。在将寡核苷酸分子注射到玉米幼苗的茎尖分生组织区域后,出现褪绿异常支持了寡核苷酸分子的诱变性质。所述方案为在幼苗早期阶段表征具有不同化学性质的诱变寡核苷酸的功能以及在植物水平上测试各种处理组合的效率提供了基础。
极端气候事件(ECE),例如干旱和热浪影响生态系统功能和物种更新。这项研究研究了CO 2升高对物种对ECE的弹性的影响。完整土壤及其植物群落的整体群体暴露于2050年的气候场景,有或在环境下(390 ppm)或升高(520 ppm)CO 2。在ECE之前,期间和之后,测量了两种多年生草(Dactylis glomerata和Holcus lanatus)的生态生理特征。在类似的土壤水分含量下,在这两种物种的CO 2升高下,叶片伸长率更大。在增强的CO 2(+60%)下,D。glomerata的弹性增加,而H. lanatus则大多在ECE期间死亡。D.肾小球累积的果糖多30%,比H. lanatus高度高度聚合,蔗糖少4倍。在升高的CO 2下,叶子分生组织中的果聚糖浓度显着增加。在ECE期间,它们的相对丰度发生了变化,从而导致H. lanatus中更聚合的As-Glage和D. glomerata中更加聚合的组合。低度聚合物果糖与叶子分生组织中的蔗糖的比率是整个物种弹性的最佳预测指标。这项研究强调了碳水化合物代谢和升高CO 2对草对ECE的弹性的作用。
芽顶分生组织(SAM)的生长对于射击建筑构造至关重要。植物激素吉布林蛋白(GA)在协调植物生长方面起着关键作用,但它们在SAM中的作用仍然是未知的。在这里,我们通过工程设计了一种DELLA蛋白来开发出比例的GA信号传导生物传感器,以抑制其在GA文字响应中的主要调节功能,同时在GA传感时保留其降解。我们证明了这种基于降解的生物传感器可以准确地报告GA水平和发育过程中感知的细胞变化。我们使用此生物传感器来绘制SAM中的GA信号传导活性。我们表明,高GA信号传导主要发现位于节间体的前体之间的细胞中。通过增益和功能丧失方法,我们进一步证明了气体调节细胞分裂平面的方向以建立节间的典型细胞组织,从而有助于SAM中的节节性规范。
方法和结果:基于可溶性环氧化物水解酶抑制剂和对接研究的结构活性关系,一些具有酰胺部分和三唑环的新型化合物分别设计为第一和第二药物学团。这些结构是通过4步反应以适当的产率合成的。最初,将4-硝基苯甲酰氯与氢津水合反应,然后在苯硝基菌存在和催化量碘化物的情况下反应,关闭1,2,4-三唑。最终产物是通过还原硝基组和与各种苯甲酰氯化物的反应获得的。对建立设计的SEH抑制剂的对接研究证实,类似物的酰胺组适当地安装在SEH的活性位置,并且与Tyr466和Asp335的氨基酸具有合适的距离,以进行有效的氢键。这些新型化合物以适当的产率合成,并通过包括IR,质量,HNMR和C NMR光谱的仪器方法批准它们的结构。