华中农大揭示玉米花序形态建成的分子机制
2018/2/8 

近日,华中农业大学玉米团队张祖新教授和美国加州大学伯克利分校的Sarah Hake教授合作在The Plant Cell在线发表了题为“GRF-interacting factor1 (gif1) regulates shoot architecture and meristem determinacy in maize”的研究论文,揭示了gif1通过结合花序发育关键基因unbranched3ub3)进而调控玉米花序分枝数目的分子机制。


植物形态建成是由细胞命运的确定性和不确定性之间的平衡所决定。具有不确定性命运的细胞为一群能产生侧生组织的多能干细胞,位于分生组织中。茎顶端分生组织是一个不确定性的组织, 可起始数目不定的原基。花分生组织为确定性组织,随花器官的产生而终止。在玉米中,大多数发育突变体仅影响1个或2个植物繁殖单位,少有影响植株形态建成多个方面的突变体。本研究中,研究人员鉴定到了1个以不同方式影响多个分生组织的突变基因gif1。该基因突变导致窄叶、不规则的短节间和植株矮化,显示其叶片和茎居间分生组织细胞不确定性命运的丧失。重要的是,突变体雌雄花序表型显著差异,雌花序长分枝增加,而雄花序分枝减少,花序分生组织膨大。研究发现,gif1在茎顶端分生组织和花序分生组织活跃分裂的细胞中表达,与 ramosa2 (ra2) 和 unbranched3 (ub3) 表达的组织区域重叠。对雄花序组织的ChIP-seq分析,揭示GIF1能直接结合到ub3启动区,通过调节ub3表达进而调控雄花序分生组织的大小和分枝数目。而GIF1 差异调控雌雄花序分枝的机理仍有待进一步揭示。


A hypothetical model describing the GIF1 regulatory pathway in maize inflorescence development.


查看原文:http://www.plantcell.org/content/early/2018/02/05/tpc.17.00791