研究藻类生长素信号传导机制的复杂性
植物激素是调节植物生长及其对环境反应的化学信使。在陆地植物中,生长素是一种重要且经过充分研究的植物激素,它影响植物发育的各个方面。
然而,调节陆地植物生长素信号机制的主要细胞受体——转运抑制剂反应1/生长素信号F-盒(TIR1/AFB)——在藻类中不存在。过去的研究表明,TIR1/AFB独立的生长素信号传导机制可能参与调节藻类的基因表达和生长。然而,人们对生长素信号通路的潜在机制及其在藻类中的用途知之甚少。
为了解决这一知识差距,日本东京工业大学生命科学与技术学院的一组科学家对一种名为Klebsormidiumnitens的藻类进行了研究。他们选择这个物种有两个主要原因:之前的研究表明,它产生吲哚-3-乙酸(IAA),这是一种陆地植物中常见的生长素,并且外部施用生长素可以阻止K.nitens的细胞增殖,这暗示该物种可能具有原始的生长素信号机制。该研究由助理教授KoichiHori领导,并发表在《科学报告》上。
为此,研究小组对K.nitens进行了一系列实验,包括基因表达谱、RNA序列分析和DNA结合测定。此外,他们还将可能与来自K.nitens的IAA信号传导相关的各种转录因子的基因引入本塞姆氏烟草,这是一种经过充分研究的植物科学模式生物,在科学文献中具有成熟的分析工具。
实验表明,RY基序在K.nitens的生长素诱导基因的启动子序列中富集。他们还鉴定了一些对IAA的存在做出反应的顺式调控元件和转录因子。最重要的是,他们发现KnRAV(一种转录因子)是K.nitens生长素信号传导机制中的关键角色。
“结果表明,KnRAV激活多个生长素诱导基因,并直接结合KnLBD1(一种代表性的生长素诱导基因)的启动子。因此,KnRAV可能具有调节K.nitens中生长素响应基因表达的潜力,”KnRAV博士解释道。堀。
总体而言,研究人员通过在海藻中进行的大量实验阐明了藻类中生长素信号传导的复杂性。在解释这些发现的潜在长期重要意义时,Hori博士说:“这些结果为K.nitens中IAA诱导基因表达的调节提供了新的见解。此外,目前的发现不仅增强了对生长素信号传导的理解在这种藻类中,还提供了辨别许多其他光合生物中生长素信号机制进化的线索。”
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