近日,中國農業科學院作物科學研究所作物功能基因組研究創新團隊利用水稻極度矮化突變體std1,揭示了類驅動蛋白通過影響細胞分裂進而調控水稻葉片大小和植株高度,進一步深化了人們對植物矮化機理的認識。相關研究發表在《植物學報(The Plant Journal)》上。
植物的生長發育是一個極其復雜的過程,受到遺傳調控以及外界環境的影響,這些因素最終通過細胞分裂和細胞擴展控制各個器官的生長。以往研究表明,驅動蛋白超家族對細胞分裂過程中的微管組織具有重要的調控作用,目前水稻中已鑒定的驅動蛋白超家族成員主要作用于細胞擴展,其對細胞有絲分裂的調控及其分子機制卻知之甚少,尤其是其ATP酶的生物學功能還不是很清楚。
該研究通過對水稻極端矮化突變體std1的組織細胞學觀察、基因克隆及蛋白功能研究,發現類驅動蛋白的ATP酶活性降低后,可導致植物體產生含有多個細胞核、體積膨大、形態異常的細胞,同時細胞分裂速率顯著降低,植株能夠產生葉片但不能形成莖從而呈現極度矮化的表型。這些結果表明類驅動蛋白的ATP酶活性對于水稻正常的細胞分裂和器官發育是必不可少的。
該研究得到了轉基因重大專項、國家自然科學基金、科技部973計劃和中國農科院科技創新工程的資助。(通訊員 衛斐)
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/tpj.14056