花序的形態建成:從信號感知到細胞代謝

2021-02-10 ThePlantCell

The Plant Cell in a Nutshell: Inflorescence Morphogenesis: From Perception to Metabolism文：Tao Guo, Zi-Qi Lu, Jun-Xiang Shan, Wang-Wei Ye, Nai-Qian Dong, and Hong-Xuan Lin譯：Yingqi Cai, TPC Assistant Features Editor

Guo et al. 在The Plant Cell在線發表了題為ERECTA1 Acts Upstream of the OsMKKK10-OsMKK4-OsMPK6 Cascade to Control Spikelet Number by Regulating Cytokinin Metabolism in Rice的研究論文。該文章揭示了發育感知信號是如何調節細胞分裂素穩態以塑造水稻花序形態的。

研究背景：水稻是世界上最重要的穀類作物之一，它養活了世界上超過半數的人口。水稻產量是由分櫱數、粒重和粒數共同決定的複雜性狀。每穗粒數是影響水稻產量的一個重要可變因素。水稻的有限花序是由分生組織分化而成的一級枝梗分生組織在中心花軸上產成多個二級枝梗分生組織而形成的。然而，我們對決定水稻每穗粒數的內源機制還知之甚少。

核心問題：我們希望了解控制水稻每穗粒數的分子機制，以及植物細胞表面感知的內源信號是如何通過核信號轉導激活生殖分生組織以決定器官數量的。

研究發現： ERECTA1 （OsER1）是決定每穗粒數的負調控因子。改變該基因直接影響穗部形態。我們發現OsER1作用於OsMKKK10-OsMKK4-OsMPK6激酶級聯通路上遊。令人驚訝的是，這個OsER1-OsMKKK10-OsMKK4-OsMPK6通路對維持植物體中細胞分裂素穩態必不可少。

前景展望：我們希望通過增加每穗粒數來提高作物產量。我們的研究為理解植物花序發育的可塑性提供了新思路，並且為培育高產水稻品種提供了新策略。作物學家可以使用基因編輯技術控制OsER1信號通路從而提高水稻產量。

論文連結:

https://doi.org/10.1105/tpc.20.00351

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