马普学者发现WOX5调控叶片边缘发育的机制学术资讯

来源：植物生物学

叶子形状可以是简单的，边缘没有分开；也可以是复杂的，边缘具有不同大小和几何形状的突起。叶片形状的多样性取决于叶缘的多样性。从遗传调控上来看，生长素是如何影响叶片形状的呢？

2020年10月8号，来自德国马普学会植物育种研究所的Miltos Tsiantis团队在current-biology杂志，发表了题为“A WOX/Auxin biosynthesis module controls growth to shape leaf form”的研究论文。该文报道了拟南芥中WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX (WOX)基因家族成员WOX5与WOX1、WOX3共同发挥作用，控制叶片的形状。在该研究中，作者根据遗传学和激素测定数据发现，在叶片边缘，WOX基因控制了生长素合成基因YUC的表达。利用延时成像分析，作者阐述了WOX介导生长素合成，形成了近端到远端的生长梯度，促进叶片边缘的生长。

在该研究中，作者首先观察到WOX5功能的丧失能够显着增强wox1wox3双突变体的窄叶缺陷的表型。使用GFP和YFP报告基因检测，pWOX5:GFP除了叶片边缘区域外，在整个叶片中都有表达，在维管组织区域表达也非常高。接下来，为了探究WOX1/3/5调节叶片发育的过程，作者对正常生长6天的野生型和wox1wox3wox5三突变体幼苗进行了RNAseq分析。RNAseq分析结果显示，突变体中大量的生长素合成基因的表达量明显下调。先前研究结果显示，YUC1和YUC4在调节叶片形状过程中发挥功能。与此结果相一致，作者证实在叶片边缘，WOX基因正向调节YUC基因的表达。最后，作者利用延时成像的方法，发现WOX/生长素调节模块通过协调近端、远端和中外侧叶轴的生长来塑造叶片形态。

图：WOX/生长素生物合成基因模块控制叶片生长，塑造叶片形态

来源：PlantBiotech 植物生物学

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