同一植物，環(huán)境不同，其根系構(gòu)型（根系結(jié)構(gòu)及空間造型）可隨之變化，但誰在主導(dǎo)這種“隨機(jī)應(yīng)變”？在學(xué)術(shù)界，這一問題尚未定論。近日，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)李傳友、陳謙科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了主導(dǎo)植物根系構(gòu)型變化的“指揮官”，揭示了根系可塑性發(fā)育過程中根尖干細(xì)胞不對稱分裂的分子機(jī)理，為作物優(yōu)質(zhì)抗逆育種提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。這項(xiàng)成果近日刊登在《美國科學(xué)院院報(bào)》和《植物生理》上。
根是植物最重要的營養(yǎng)器官。前期研究發(fā)現(xiàn)，同一基因型的植物在不同環(huán)境條件下，根系構(gòu)型可以發(fā)生巨大變化。這其中，根尖干細(xì)胞通過持續(xù)、協(xié)調(diào)的分裂、分化程序，形成根尖分生組織和根冠組織，成為根系可塑性中至關(guān)重要的因素。多年來，對植物的根進(jìn)行改良性塑造，提高其適應(yīng)不良環(huán)境的能力以及對土壤養(yǎng)分的資源利用率，增強(qiáng)其對病蟲害等抗性，是研究人員的夢想。
李傳友、陳謙團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄中介體調(diào)控根系徑向發(fā)育進(jìn)程，轉(zhuǎn)錄延伸因子調(diào)控干細(xì)胞生理活性。在進(jìn)化上高度保守的轉(zhuǎn)錄中介體亞基MED31通過控制根尖干細(xì)胞功能，維持核心轉(zhuǎn)錄因子SHR-SCR介導(dǎo)的時空特異性轉(zhuǎn)錄輸出，從而調(diào)控干細(xì)胞的不對稱分裂。這一研究成果揭示了轉(zhuǎn)錄中介體在“溝通”轉(zhuǎn)錄因子和通用轉(zhuǎn)錄機(jī)器中的作用方式。轉(zhuǎn)錄延伸因子復(fù)合體通過根尖干細(xì)胞核心轉(zhuǎn)錄因子SHR，調(diào)控干細(xì)胞生理活性。它通過整合外部環(huán)境信號和內(nèi)部發(fā)育信號，調(diào)整根系生長發(fā)育進(jìn)程，從而適應(yīng)外部環(huán)境的變化，在植物生長發(fā)育和抵御逆境脅迫過程中發(fā)揮重要作用
來源：科技日報(bào)
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