每日摘要:楊樹韌皮部中的細胞分裂素信號轉導調控形成層的活性(New Phytologist)

2021-02-20 植物類SCI摘要

Hope everybody can study well and make progress every day!

Cytokinin signaling localized in phloem non‐cell‐autonomously regulates cambial activity during secondary growth of Populus stems

背景回顧：The regulation of cytokinin on secondary vascular development has been uncovered by modulating cytokinin content.

提出問題：However, it remains unclear how cytokinin enriched in developing secondary phloem regulates cambium activity in poplar.

主要研究：Here, we visualized the gradient distribution of cytokinin with a peak in the secondary phloem of poplar stem via immunohistochemical imaging, and determined the role of phloem‐located cytokinin signaling during wood formation.

結果1-幹擾韌皮部中CK分布：We generated transgenic poplar harboring CKX2, a gene encoding a cytokinin degrading enzyme, driven by the phloem‐specific CLE41b promoter, indicating that the disruption of cytokinin gradient pattern restricts the cambial activity.

結果2-減弱/增強韌皮部中CK信號：The RNA interference‐based knockdown of the histidine kinase (HK) genes encoding cytokinin receptors specifically in secondary phloem significantly compromised the division activity of cambial cells, whereas the phloem‐specific expression of a type‐B response regulator (RR) transcription factor stimulated cambial proliferation, providing evidence for the non‐cell‐autonomous regulation of local cytokinin signaling on the cambial activity.

結果3-減弱形成層中CK信號：Moreover, the cambium‐specific knockdown of HKs also led to the restricted cambial activity, and the defects was aggravated by the reduced cytokinin accumulation.

結論：Our results showed that local cytokinin signaling in secondary phloem regulates cambial activity non‐cell‐autonomously, and coordinately with its local signaling in cambium.

細胞分裂素對於次生維管發育的調控受到細胞分裂素含量的控制。但是，楊樹中細胞分裂素如何在正在發育中的次生韌皮部中富集，從而調控形成層活性還不清楚。本文中，作者通過免疫組織化學成像觀察了細胞分裂素在楊樹莖次生韌皮部中的梯度分布，並確定了定位於韌皮部的細胞分裂素信號轉導在木材形成中的作用。作者通過韌皮部特異表達的CLE41b基因的啟動子驅動細胞分裂素降解酶編碼基因CKX2在楊樹韌皮部的表達，揭示了幹擾細胞分裂素梯度模式會限制形成層的活性。作者通過RNA幹擾技術特異性敲低了次生韌皮部中細胞分裂素受體組氨酸激酶HK基因的表達，能夠顯著降低形成層細胞分裂的活性；而在韌皮部中特異性表達type‐B響應調控子RR能夠刺激形成層的增殖，說明了局部生長素信號轉導對於形成層活性存在非細胞自主性的調控。此外，形成層特異性的敲低HKs同樣能夠限制形成層活性，並且細胞分裂素積累的減少會增強這種缺陷表型。本文的結果揭示了次生韌皮部中的局部細胞分裂素信號轉導通過非細胞自主性方式調控形成層活性，並且協調其在形成層中的局部信號轉導。


羅克明

個人簡介：

1995–1999年，西南師範大學，學士；

1999–2004年，西南農業大學，博士；

2001–2003年，美國康乃狄克大學，訪問學者；

2007–2008年，美國密西根理工大學，博後。

研究方向：以楊樹、擬南芥為模式植物，研究植物在乾旱、鹽鹼、高光等逆境下適應性生長的分子機制和維管組織次生生長發育的遺傳調控機理，篩選和培育具有重要經濟價值和生態價值的林木新品種。

doi: https://doi.org/10.1111/nph.17255

Journal: New Phytologist

Published date: Feb 04, 2021

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