母源性一氧化氮是雌配子体发育和植物生育力的关键

文摘   2024-08-12 10:07   江苏  

最近,西北农林科技大学农学院许盛宝教授团队和美国马萨诸塞大学Elizabeth Vierling教授团队合作The Plant Cell在线发表了题为Maternal nitric oxide homeostasis impacts female gametophyte development under optimal and stress conditions 的研究论文,研究了在最佳生长条件和逆境条件下,阻断母体一氧化氮是如何影响雌性配子体发育和生育力的



背景回顾


在逆境环境中,植物通常会产生更多的一氧化氮(NO),NO对植物的生长发育起着至关重要的作用。此外,在逆境下,植物中可受精的雌性配子体(FGs)的数量会减少,从而提高剩余后代的存活率。但母本植物通过感知内部生长信号和外部应激因子来改变FG发育的机制研究很大程度上是未知的。


科学问题


母本植物是如何感知内部生长信号和外部应激条件来调节FG发育的? NO控制FG发育的机制是什么?


研究发现


NO稳态对于调控拟南芥FG发育至关重要。 NO的稳态是由s-亚硝基谷胱甘肽还原酶GSNOR)精确维持的,GSNOR是一种只在孢子体组织中积累的酶,间接地控制受精前胚胎发育。 在hot5突变体中破坏母体NO的稳态或添加外源性NO可抑制母体生长素向FG的递送,从而影响FG的发育。 此外,增强NO控制能力和生长素供应可以显著提高逆境条件下的植物生育能力,表明母体NO稳态和生长素供应是调控FG发育的关键。 我们的研究结果表明,植物母体可能整合内部生长信号(生长素)和外部胁迫强度(如被破坏的NO稳态)来决定FG是否成功发育,提出了一种植物调节种子形成以应对波动环境的机制。


展望未来


进一步确定NO介导的蛋白质特异性变化如何阻碍FG发育是非常有意义的。 此外,探索作物中NO稳态与生育力的关系也很重要,重点是揭示这些分子机制在作物改良中,尤其是在面对严峻的环境条件时的潜在应用。


参考文献:

Junzhe Wang, Xiaolong Guo, Yijin Chen, Tianxiang Liu, Jianchu Zhu, Shengbao Xu, Elizabeth Vierling. Maternal nitric oxide homeostasis impacts female gametophyte development under optimal and stress conditions. The Plant Cell, 2024, 36(6): 2201–2218. DOI: 0.1093/plcell/koae043


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原文:Junzhe Wang, Xiaolong Guo, Shengbao Xu, Elizabeth Vierling

译者:Yuanlong Liu, TPC Assistant Features Editor

编辑:Zhaodong Hao, TPC Special Content Editor

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ThePlantCell
The Plant Cell, published by ASPB, reports novel research of special significance in plant biology.
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