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EMBO Journal:氮依赖性的极性生长素运输调控植物根的生长

已有 1418 次阅读 2021-1-9 16:06 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

Modulation of plant root growth by nitrogen source‐defined regulation of polar auxin transport

第一作者Krisztina Ötvös

第一单位奥地利科学技术学院

通讯作者Eva Benková


 Abstract 


大背景Availability of the essential macronutrient nitrogen in soil plays a critical role in plant growth, development, and impacts agricultural productivity.


研究基础:Plants have evolved different strategies for sensing and responding to heterogeneous nitrogen distribution. Modulation of root system architecture, including primary root growth and branching, is among the most essential plant adaptions to ensure adequate nitrogen acquisition.


提出问题:However, the immediate molecular pathways coordinating the adjustment of root growth in response to distinct nitrogen sources, such as nitrate or ammonium, are poorly understood.


主要研究:Here, we show that growth as manifested by cell division and elongation is synchronized by coordinated auxin flux between two adjacent outer tissue layers of the root.


结果1-氮依赖性的PIN2去磷酸化和极性定位:This coordination is achieved by nitrate‐dependent dephosphorylation of the PIN2 auxin efflux carrier at a previously uncharacterized phosphorylation site, leading to subsequent PIN2 lateralization and thereby regulating auxin flow between adjacent tissues.


结果2-计算模型:A dynamic computer model based on our experimental data successfully recapitulates experimental observations.


结论:Our study provides mechanistic insights broadening our understanding of root growth mechanisms in dynamic environments.


 Abstract 


土壤中充足的大量营养元素氮的可利用性对植物的生长和发育起着至关重要的作用,影响着农业生产力。植物演化出不同的策略来感知和响应异质氮营养分布。根系统结构的调整,包括主根的生长和分支,是植物最重要的适应以保证充足的氮元素获取。但是,协调根系生长对硝酸盐或铵等不同氮源响应的直接分子通路还不清楚。本文中,作者发现由细胞分裂和伸长体现的生长与根中相邻的外部组织层的协同生长素流同步。这种协同是通过PIN2生长素外流载体的硝酸盐依赖性去磷酸化实现的,去磷酸化的位点是一个先前未曾鉴定的位点,而去磷酸化后的PIN2蛋白随后会在细胞中单侧定位,因而调节相邻组织之间的生长素流。基于试验数据的动态计算模型成功重现了试验中的观测。本文的研究进一步拓展了我们对于动态环境下根生长机制的理解。


 通讯作者 

** Eva Benková**


个人简介:

1993年,捷克共和国马萨里克大学,学生;

1998年,捷克共和国科学院生物物理研究所,博士;

1998-2001年,德国马克斯普朗克植物育种研究所,博后;

2001-2003年,德国植物分子生物学中心,博后


研究方向:

1. 运输依赖型生长素分布的激素通路趋同;

2. 通过遗传方法鉴定激素交互组分;

3. 激素交互驱动的营养依赖型根系发育


doi: https://doi.org/10.15252/embj.2020106862


Journal: the EMBO Journal

Published date: Jan 05, 2021



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