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近期,临沂大学生命科学学院王树才教授团队在Frontiers in Plant Science杂志发表了题为PIP2, An Auxin Induced Plant Peptide Hormone Regulates Root and Hypocotyl Elongation in Arabidopsis 的研究论文,文章研究发现植物肽激素的新家族成员PIP2作为生长素的响应基因,在调节拟南芥根和下胚轴伸长中发挥重要作用。
生长素是传统的植物激素之一,而肽类激素是具有激素活性的肽类。生长素和植物肽激素都对植物生长发育的多个方面进行调控,并且,生长素和植物肽激素之间存在着相互影响 (cross-talk)。PIPs (PAMP-INDUCED SECRETED PEPTIDES) 和 PIPLs (PIP-LIKEs) 是植物肽激素的新家族,有研究表明,PIPL3/TOLS2 (TARGET OF LBD SIXTEEN 2) 能够调控拟南芥的侧根形成。
本研究发现,PIP2 可以作为生长素的响应基因,并且它在调节拟南芥根和下胚轴发育中发挥作用。通过使用定量RT-PCR,研究发现生长素能够诱导PIP2 的表达,而不诱导PIP1 和PIP3 的表达。在生长素响应因子ARF7和ARF19缺失突变体nph4-1 和arf19-4 中,生长素对PIP2的诱导表达减少。通过创制和描述PIP2 的过表达转基因株系和基因编辑突变体,发现PIP2 过表达植物幼苗的根长比野生型Col-0 略短,但pip2 突变体幼苗的根长基本保持不变。为了便于分析比较,本研究还创制了PIP3 的过表达转基因材料和基因编辑突变体,以及pip2 pip3双突变体。令人惊讶的是,PIP3 过表达植物幼苗的根长比PIP2过表达植物幼苗的根长要短,并且pip3 突变体幼苗的根也变短。然而,pip2 pip3 双突变体幼苗的根长与pip3 单突变体幼苗的根长基本相似。另一方面,下胚轴伸长测定分析表明,与Col 野生型幼苗相比,只有35S:PIP2转基因植物幼苗产生更长的下胚轴。进一步的分析表明,PIP2 促进细胞分裂以及下胚轴的细胞伸长。
PIP2 affects hypocotyl elongation.
综上,本文的研究结果表明,PIP2 是一个生长素反应基因,并且PIP2 可能通过调节细胞分裂和细胞伸长,以此在调节拟南芥根和下胚轴伸长中发挥作用。
原文链接:https://doi.org/10.3389/fpls.2021.646736
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