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福建农林徐通达/马军团队——FveAFB5 在草莓生长素响应和生长发育中的作用 | MDPI Plants 精选

已有 3635 次阅读 2024-6-9 10:47 |个人分类:学术软文|系统分类:论文交流

原文出自 Plants 期刊

Wang, X.; Feng, S.; Luo, J.; Song, S.; Lin, J.; Tian, Y.; Xu, T.; Ma, J. The Role of FveAFB5 in Auxin-Mediated Responses and Growth in Strawberries. Plants 202413, 1142. https://www.mdpi.com/2757520

    

文章导读

生长素调控植物生长发育的各个方面,其主要通过多条信号转导通路发挥生物学功能,这包括细胞核内 TIR1/AFB 生长素受体介导的生长素转录调控。而 TIR1/AFB 生长素受体在草莓 (Fragaria vesca) 生长发育过程中的调控功能尚不清楚。基于此,来自福建农林大学海峡联合研究院合成生物学研究中心的徐通达/马军团队在 Plants 期刊发表了一篇文章,王许会博士为第一作者,徐通达教授和马军副教授为并列通讯作者。本文报道了一个潜在的生长素受体 FveAFB5,在草莓生长素响应、生长发育和生长素类除草剂毒莠定抗性中的重要调控功能,对改良生长素类除草剂抗性种质和作物杂草管理具有重要意义。

      

研究过程与结果

该团队首先构建了 FveAFB5 基因敲除和过表达载体,稳定遗传转化森林草莓 Hawaii 4,获得 CRISPR-Cas9 基因敲除突变体和过表达株系。表型分析发现 fveafb5 侧根密度减少,株高降低,分枝数增多 (图 1)。FveAFB5 过表达株系侧根密度则增加,与突变体表型相反。

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图 1. FveAFB5 是草莓生长发育所必需的。

为研究 FveAFB5 是否参与调控草莓生长素响应过程,作者对 H4 和 fveafb5 进行了生长素处理。结果发现,外源生长素处理显著抑制 H4 主根长度,并促进侧根形成。而在 fveafb5 中,生长素对主根和侧根的调控均显著降低 (图 2)。

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图 2. FveAFB5 介导生长素调控草莓主根和侧根发育。

为研究 FveAFB5 在草莓生长素类除草剂响应中的功能,作者对野生型 H4 和 fveafb5 突变体进行了生长素类除草剂毒莠定处理。研究结果显示不同浓度毒莠定处理均强烈抑制 H4 的生长,但不影响 fveafb5 正常生长 (图 3)。

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图 3. fveafb5 幼苗表现出对生长素类除草剂毒莠定的抗性。

为进一步研究 FveAFB5 在生长素类除草剂毒莠定响应过程中的下游调控基因,对毒莠定处理下 H4 和 fveafb5 幼苗进行了转录组学分析。分析结果显示,相较于空白对照,毒莠定处理条件下 H4 具有 3852 个差异表达基因 (DEGs),而 fveafb5 仅有两个 DEGs。GO 富集分析显示 H4 的 DEGs 主要富集在与 DNA 结合的转录因子、ABA 和生长素响应等过程 (图 4)。

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图 4. 生长素类除草剂毒莠定处理条件下 H4 和 fveafb5 的转录组学分析。

     

研究总结

本研究报道了一个潜在的生长素受体 FveAFB5,在草莓生长素响应、生长发育和生长素类除草剂毒莠定抗性中的重要调控作用。FveAFB5 正调控草莓侧根发育、植株高度和果实发育,负调控分枝发育。此外,FveAFB5 突变表现出对生长素类除草剂毒莠定的显著抗性。转录组学分析表明,生长素类除草剂毒莠定处理条件下,FveAFB5 通过启动生长素和脱落酸信号并抑制光合作用,最终抑制草莓生长。因此,FveAFB5 作为潜在的生长素受体参与调控草莓生长素响应和生长发育的多个过程。研究结果对改良生长素类除草剂抗性种质和作物杂草管理具有重要意义。

     

Plants 期刊介绍

主编:Dilantha Fernando, University of Manitoba, Canada

期刊内容主要涉植物科学领域的研究,目前已被 SCIE、Scopus 等数据库收录。在 2022 年中国科学院文献情报中心期刊分区 (升级版) 中位于植物科学 2 区。

2022 Impact Factor:4.5

2022 CiteScore:5.4  

Time to First Decision:15.3 Days

Time to Publication:41 Days

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