拟南芥CNGC家族有20名成员,其中CNGC2与自身免疫性表型引起的植物免疫有关,并且在各种突变体中的免疫反应受损(即cngc2/dnd1)。然而,CNGC2突变体显示了多效性表型,例如开花和发育缺陷,表明CNGC2的多功能性。在这里,我们表明CNGC2通过影响生长素生物合成而参与了生长素信号传导。CNGC2突变体对生长素的敏感性受损。这些生长素信号传导缺陷和CNGC2的自身免疫表型可以通过淘汰拟南芥(YUC6)和色氨酸氨基转移酶(TAA1/WEI8)来抑制CNGC2的自身免疫性表型。Ca2+信号可视化分析还表明,CNGC2在生长素治疗时具有产生Ca2+信号的缺陷,表明CNGC2的作用超出了免疫力,可能控制了整个植物Ca2+稳态。另一方面,最近的数据表明,一对其他CNGC,CNGC10和CNGC13逐渐参与免疫抗真菌感染和可能的草食性。
吲哚-3-乙酰胺 (IAM) 是某些植物病原菌中第一个被证实的生长素生物合成中间体。外源施用 IAM 或通过过表达拟南芥中的细菌 iaaM 基因产生 IAM 会导致生长素过量产生表型。然而,植物是否使用 IAM 作为生长素生物合成的关键前体仍不确定。在此,我们报告了从正向遗传筛选中分离拟南芥中的 IAM 水解酶 1 (IAMH1) 基因,该筛选用于显示正常生长素敏感性的 IAM 不敏感突变体。IAMH1 有一个相近的同源物,名为 IAMH2,位于拟南芥 IV 染色体上 IAMH1 的旁边。我们使用我们的 CRISPR/Cas9 基因编辑技术生成了 iamh1 iamh2 双突变体。我们发现,IAMH 基因的破坏使拟南芥植物对 IAM 处理产生抗性,同时也抑制了 iaaM 过表达表型,这表明 IAMH1 和 IAMH2 是拟南芥中将 IAM 转化为 IAA 的主要酶。iamh 双突变体没有表现出明显的发育缺陷,这表明 IAM 在正常生长条件下在生长素生物合成中不起主要作用。我们的研究结果为阐明 IAM 在生长素生物合成和植物发育中的作用奠定了坚实的基础。
植物的反应可称为向光性,即枝条向光弯曲,或向地性,即根部向重力方向移动。这些反应由激素生长素控制。在向光性中,生长素从枝条有光的一侧移动到无光的一侧,这意味着那一侧的细胞会生长得更多。在向地性中,高浓度的生长素意味着根细胞的生长受到抑制。(仅限 HT)赤霉素也是一种植物激素,它通过分解种子中的食物储存来启动种子发芽过程,并刺激茎的生长。乙烯是另一种控制细胞分裂的激素。
众所周知,植物激素的生长素和细胞分裂素是植物生长和发育的关键调节剂,它们是在芽和根,幼叶,种子,种子和水果的顶端分生组织中合成的[1-4]。它们对种子发芽,芽的形成和生长以及植物阶段的植物的不定和侧根表现出刺激的影响[1-4]。植物生物学家的大量关注致力于筛选合成起源的生长素和细胞分裂素的新有效类似物,以改善农业的生长并提高农作物的生产率。近年来,已经创建了新的生长素和细胞分裂素的新合成类似物,例如NAA(1-萘乙酸),2,4-D(2,4-二氯苯氧基酸),3,4-D(3,4-二氯苯甲乙酸),2,4,4,4,5-T
空间分布的基因活动如何转化为细胞极性和生长模式,从而产生多种形式的多细胞真核生物,这一点仍不清楚。在这里,我们表明,转录因子杯形子叶 1 (CUC1) 的物种特异性表达是两种相关植物物种之间叶形差异的关键决定因素。通过结合延时成像、遗传学和建模,我们发现 CUC1 充当极性开关。该开关通过转录激活影响生长素转运蛋白极性的激酶来调节叶形,生长素转运蛋白通过与激素生长素的反馈来模式化叶片生长。因此,我们发现了一种机制,通过将物种特异性转录因子表达与细胞水平极性和生长联系起来,跨越生物尺度,形成不同的叶形。
源对碳(C)分配是由水槽强度驱动的,即水槽器官进口C的能力,在组织生长和生物量生产率中起着核心作用。但是,在树木中尚未彻底表征水槽强度的分子驱动因素。生长素作为主要的植物植物激素,可调节源组织中光剂量的动员,并提高碳水化合物向水槽器官(包括根)的易位。在这项研究中,我们使用了“生长素刺激的碳汇”方法来了解杨树中长距离源 - 键C分配中涉及的分子过程。杨树碎屑被叶面喷涂,上面喷涂了极地生长素传输调节剂,包括生长素增强剂(AE)(即IBA和IAA)和生长素抑制剂(AI)(即NPA),然后全面使用生物量评估,均经材料来对叶片,茎和根组织进行全面的分析,均质和均质概况,均经均经材料,c isotope and coptope and coptope and coptoper nertem nertops和coptoper nertops nekotom and et necotom nerting nekoling,et negoling noursem。生长素调节剂改变了根部干重和分支模式,AE增加了光合固定的C从叶片到根组织。转录组分析在AE条件下确定了根组织中高度表达的基因,其中包括编码多半乳糖醛酸酶和β-淀粉酶的转录本,这些转录物可能会增加水槽的大小和活性。代谢分析表明,总代谢的变化,包括甲醇的相对丰度含量改变,在AE和AI条件下,根组织中柠檬酸盐水平的相反趋势。总而言之,我们假设一个模型表明,流动糖醇,淀粉代谢衍生的糖和TCA-Cycle中间体可以作为杨树中的源– sink C关系,作为水槽强度的关键分子驱动因素。
大米是一种全球种植的农作物,是人口的重要食物来源,但它也是食物链污染砷(AS)的最简单途径。AS AS无机形式,砷[AS(V)]和砷[AS(iii)],是土壤中发现的物种的剧毒,并且最容易被根吸收。AS(V)在有氧土壤中的吸收在厌氧土壤中受到青睐。AS(V)在根中转换为(III),尽管少量As(V)也保留在植物器官中。根系是两种形式作用的第一个目标。AS(V)和AS(III)的作用机理仍然是未知的。理解它们对于选择具有较低容量的AS摄取和运输到Caryopses的稻米基因型至关重要,从而提高了食品安全性。生长素是根系开发和可塑性所需的植物激素,其作用是由内源性/外源性腕足激素(BRS)调节的,主要是在应力条件下。研究的目的是加深对AS(III)或AS(v)在水稻根中触发的机制的了解,并特别关注生长素运输与BRS之间的相互作用所起的作用。我们表明,AS(iii)是水稻根中存在的主要物种,而不论AS(III)或AS(V)形式如何提供给生长培养基的形式。砷在不定的根和横向根中都改变了生长素的分布,但在后者的根部都有很大的分布。此外,在存在AS的情况下,EBL会增加根中根中的抗氧化活性,但仅在与AS(V)结合时。与AS(III)或AS(V)相结合的外源BR 24-纤维氨基醇(EBL)的应用大大增加了与生长素传输有关的Ospin2和Osaux1基因的表达,从而有助于恢复正确的生长素分布,从而恢复AS,以及(III)的效果(III),并效果更高的效果。
div de Novo射击器官发生是植物研究和繁殖中众多应用的先决条件,但通常是基因组编辑方法中的限制因素。III类同源核心蛋白拉链(HD-ZIP III)转录因子已被视为芽规范的关键调节剂,但是在芽再生过程中控制其活性的上流集成部分仅部分鉴定。在化学遗传筛选中,我们分离了ZIC2,这是HD-ZIP III活性的新型激活剂。使用拟南芥和阳光(Helianthus annuus)中的分子,生理和激素转运分析,我们检查了该药物促进HD-ZIP III表达的分子机制。ZIC2依赖性上调促进了拟南芥中的芽再生,并伴随着芽的指定因子WUS和RAP2.6L的诱导以及细胞分裂素生物合成酶的子集。ZIC2对HD-ZIP III的影响和再生是基于限制极性生长素转运的能力。我们进一步提供了证据,表明生长素的化学调节可以在再生顽固物种阳光下增强从头芽的形成。在芽再生过程中,HD-ZIP III转录的激活取决于生长素的局部分布和生长素转运的化学调节,可用于克服组织培养中较差的芽器官发生。
生长素诱导降解 (AID) 系统最初由 Dernburg 实验室引入秀丽隐杆线虫,现已成为研究基因功能的组织特异性和/或时间方面的一种广泛使用的方法(Zhang 等人,2015 年;Ashley 等人,2020 年;Martinez 等人,2020 年)。AID 系统利用植物来源的 E3 泛素连接酶 TIR1,在用植物生长激素生长素处理后特异性地降解与“降解决定子”标签融合的蛋白质。为了提高 AID 系统的实用性,Ward 实验室最近生成了一组扩展的 TIR1s 转基因,由不同的组织特异性启动子控制(Ashley 等人,2020 年)。在这里,我们旨在比较不同种系表达的 TIR1 转基因降解转录因子 LAG-1 的效率,该转录因子的 C 端带有降解决定子 (Chen et al. , 2020)。如图 1 所示,这些 TIR1 转基因由以下启动子驱动:gld-1p (Zhang et al. 2015)、mex-5p (Ashley et al. 2020)、sun-1p (Ashley et al. 2020) 和 pie-1p (Kasimatis et al. 2018),并含有所示的 C 端荧光蛋白和 3' 非翻译区 (图 1A)。
建立有效的植物再生系统是植物基因工程技术的关键先决条件。然而,再生率在基因型之间表现出很大的差异,并且基本的芽再生能力的关键因素在很大程度上难以捉摸。蓝莓叶外植体在富含细胞分裂素的培养基上培养的蓝莓叶植体没有明显的愈伤组织形成,表现出直接的射击器官,这有望加快遗传转化,同时最大程度地减少培养过程中的体细胞突变。这项研究的目的是阐明在Highbush蓝莓(vacinium corymbosum L.)中控制品种特异性芽再生潜力的分子和遗传决定因素。我们使用两种Highbush蓝莓基因型进行了比较转录组分析:“蓝色松饼”(“ BM”)显示出高再生速率(> 80%)和“ O'Neal”(“ ON”),其再生速率低(<10%)。发现揭示了许多与生长素相关基因的差异表达。值得注意的是,与“ ON”相比,“ BM”表现出更高的生长素信号基因表达。在拟南芥中涉及分生组织形成的转录因子的蓝莓直系同源物之间,芽再生的表达(VCESR)(VCESR),VCWUSCHEL(VCWUS)(VCWUS)和VCCUP形状的共叶叶叶2.1在“ BM”中相对于“ BM”的表现明显更高。生长素的外源应用促进了再生以及VCESR和VCWUS表达,而生长素生物合成的抑制产生了相反的作用。在“ BM”中的VCES过表达通过激活细胞分裂素和生长素相关基因的表达,在无植物激素条件下促进了芽的再生。这些发现为蓝莓再生的分子机制提供了新的见解,并对增强植物再生和转化技术具有实际意义。