每日摘要:苔蘚植物中一個類菌根基因作用於幹細胞和配子體發育(Nature Communications)

2021-02-19 植物類SCI摘要

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A mycorrhizae-like gene regulates stem cell and gametophore development in mosses

First author: Shuanghua Wang; Affiliations: CAS Kunming Institute of Botany (中科院昆明植物所): Kunming, China

Corresponding author: Jinling Huang 


Plant colonization of land has been intimately associated with mycorrhizae or mycorrhizae-like fungi. Despite the pivotal role of fungi in plant adaptation, it remains unclear whether and how gene acquisition following fungal interaction might have affected the development of land plants. Here we report a macro2 domain gene in bryophytes that is likely derived from Mucoromycota, a group that includes some mycorrhizae-like fungi found in the earliest land plants. Experimental and transcriptomic evidence suggests that this macro2 domain gene in the moss Physcomitrella patens, PpMACRO2, is important in epigenetic modification, stem cell function, cell reprogramming and other processes. Gene knockout and over-expression of PpMACRO2 significantly change the number and size of gametophores. These findings provide insights into the role of fungal association and the ancestral gene repertoire in the early evolution of land plants.

植物早期對於陸地的殖民與菌根或類菌根真菌密切相關。目前，我們除了知道真菌在植物適應方面發揮重要作用，植物與真菌互作後所獲取的來自真菌的基因是否亦或是如何影響陸地植物的發育的還不清楚。本文中，作者報導了一個苔蘚植物中的macro2結構域基因很有可能來源於毛黴菌，該類群包含許多在早期陸地植物中發現的類菌根真菌。試驗證據和轉錄組分析均顯示小立碗蘚（Physcomitrella patens）中的macro2結構域基因PpMACRO2作用於表觀修飾、幹細胞功能、細胞重編程以及其它的一些生物學進程。PpMACRO2基因的功能敲除和過表達試驗說明其能夠影響配子體的數量和大小。綜上，本文的研究揭示了在陸地植物早期演化過程與真菌的關聯性及古老基因庫的作用。

通訊：黃錦嶺（http://groups.kib.cas.cn/klpb/hjl/)

個人簡介：1984年，河南農業大學，學士；1989年，中科院昆明植物所，碩士；1995年，中科院植物所，博士；2000年，喬治亞大學，博士。

研究方向：1）植物進化基因組學：以生物信息學和進化基因組學為手段，研究真核生物基因組進化過程中的一些關鍵問題，近期重點研究真核生物各類群之間的關係，內共生的作用，以及主要特有性狀的起源在類群適應性進化中的作用。2）青藏高原極端生境植物基因組適應性進化研究：在前期青藏高原特有植物生物地理和藍藻基因組研究基礎之上，下一步進行青藏高原特有高等植物的生態基因組學研究。

doi: https://doi.org/10.1038/s41467-020-15967-6

Journal: Nature Communications

Published date: April 24, 2020

p.s. 《基因水平轉移》專輯未收錄：

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  • 植物幹細胞兩大基因「星星」相「吸」
    植物幹細胞研究不僅是植物發育生物學的核心研究命題，也是作物分子遺傳改良和植物生物技術產業化的重要基礎。STM與WUS是調控植物幹細胞發育的兩個明星基因。　　距離山東農業大學教授張憲省團隊第一次發現STM蛋白與WUS蛋白之間可能存在直接的相互作用，已經過去整整8年了。8月25日，美國《國家科學院院刊》在線發表了該團隊關於植物莖端分生組織發育調控機制的成果。
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