The Plant Journal｜西南大学水稻研究所何光华、李云峰团队揭示WOX9-WUS调控拟南芥茎尖分生组织稳态的新机制
学术
2024-09-14 18:37
广东
茎尖分生组织（SAM）是维持植物生长和发育的关键，其稳态对植物的生长发育至关重要。前人报道拟南芥WOX家族基因WOX9通过调控WUS基因的表达确保SAM 的正常生长发育，但具体分子机制有待进一步解析。近日，西南大学何光华和李云峰团队在植物学著名期刊The Plant Journal在线发表了题为“The WOX9-WUS modules are indispensable for the maintenance of stem cell homeostasis in Arabidopsis thaliana”的研究论文，解析了WOX9维持WUS适度表达从而维持SAM稳态的的详细机制。该研究首先通过人工microRNA技术获得WOX9的沉默株系amiR-WOX9，表现为SAM变小，花序分生组织IM提前终止，花器官发育异常；在植株生育后期，amiR-WOX9的表型十分类似于wus-101突变体，呈现“走走停停”的生长模式；这些发育异常表型表明WOX9是调控SAM发育的关键因子。进一步研究发现，WOX9是维持WUS表达所必须的，WOX9可以通过结合WUS启动子上TAAT基序直接激活WUS的表达，在amiR-WOX9株系中，WUS的表达显著降低；WUS蛋白也可以通过TAAT基序直接结合自身启动子，并抑制自身的表达；WOX9蛋白可以与WUS蛋白发生物理互作，而且WOX9对WUS的激活作用受到了这种互作的干扰。该研究最终发现WOX9可以直接激活WUS基因的转录，当WUS蛋白积累过多后，可以通过与WOX9蛋白互作或与WOX9竞争性自身启动子来降低表达，从而确保WUS的适量表达，进而维持SAM中干细胞的稳态。总之，该研究首次较深入地揭示了WOX9-WUS模块在拟南芥干细胞稳态的维持中的分子机制。图1 WOX9-WUS模块调控SAM稳态模式图西南大学水稻研究所张莹莹博士为论文的第一作者，陈新龙博士为论文的共同第一作者，李云峰教授为论文的通讯作者，何光华教授为论文的共同通讯作者，西南大学王楠教授、桑贤春教授、凌英华副教授、张婷副教授、朱小燕老师以及博士生委刚、田维江也参与了本研究。本研究得到重庆市自然科学基金创新群体、重庆市优秀科学家、重庆市现代农业产业技术体系水稻创新团队项目资助。全文链接：http://doi.org/10.1111/tpj.17024
