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Current Biology:柑橘刺发育的基因调控网络

已有 3707 次阅读 2020-6-19 08:35 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

Reprogramming of Stem Cell Activity to Convert Thorns into Branches

第一作者Fei Zhang

第一单位美国耶鲁大学

通讯作者Vivian F. Irish


 Abstract 


背景回顾Thorns arise from axillary shoot apical meristems that proliferate for a time and then terminally differentiate into a sharp tip. 


提出问题:Like other meristems, thorn meristems contain stem cells but, in the case of thorns, these stem cells undergo a programmed cessation of proliferative activity.


主要发现:Using Citrus, we characterize a gene network necessary for thorn development. We identify two Citrus genes, THORN IDENTITY1 (TI1) and THORN IDENTITY2 (TI2), encoding TCP transcription factors, as necessary for stem cell quiescence and thorn identity.


试验结果:Disruption of TI1 and TI2 function results in reactivation of stem cells and concomitant conversion of thorns to branches. Expression of WUSCHEL (WUS) defines the shoot stem cell niche in the apical meristems of many angiosperm species; we show that TI1 binds to the Citrus WUS promoter and negatively regulates its expression to terminate stem cell proliferation.


结论:We propose that shifts in the timing and function of components of this gene network can account for the evolution of Citrus thorn identity. Modulating this pathway can significantly alter plant architecture and could be leveraged to improve crop yields.


 摘  要 


植物的刺起源于腋生茎尖分生组织,首先增殖一段时间,然后分化形成一个锋锐的尖端。与其它分生组织一样,刺分生组织会维持干细胞活性,但是在刺分生组织中,干细胞会经历一个增殖活性程序性停止的过程。利用柑橘,作者鉴定了一个作用于刺发育的基因调控网络。作者鉴定到了两个柑橘基因,分别是TI1TI2,这两个基因编码TCP转录因子,对于干细胞的静止和刺组织特征是必须的。破坏TI1TI2基因的功能会导致干细胞的重新激活,并伴随着刺到枝的转化。在许多被子植物中,WUS基因的表达标志着顶端分生组织中的茎尖干细胞龛,作者发现TI1能够结合到柑橘WUS基因的启动子,负调控WUS基因的表达,终止干细胞的增殖。作者提出该基因网络组份发挥作用的时间及功能的变化作用于柑橘物种刺的演化。通过调控改通路可以显著改变植物的结构,并且可以用来提高作物的产量。


 通讯作者 


**Vivian F. Irish**


个人简介:

1980年,维思大学,学士;

1986年,哈佛大学,博士后。


研究方向:

拟南芥花的形态发生与模式建成


doi: 10.1016/j.cub.2020.05.068


Journal: Current Biology

Published date: June 18, 2020



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