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Plant Physiology在线发表华中农大棉花团队成果

高教 查字典教育资讯网 2016-01-17

10月22日，Plant Physiology在线发表了华中农大棉花团队关于体细胞胚发生过程的基因调控网络研究的最新进展。该研究发现LEC1-GhCKI-TCP15-PIF4基因网络调控体细胞胚发生过程中生长素的动态平衡，进而调控非胚性愈伤向胚性愈伤及胚性愈伤向体细胞胚的转化。该研究揭示了调控体细胞胚发生过程的新机制，对于阐明植物发育的分子机理，促进植物的遗传工程改良具有重要意义。

体细胞胚发生（Somatic embryogenesis）是体细胞向胚发生途径转变的发育再建过程，是细胞全能性的有力证据，也是合子胚发育研究的良好实验模型。前人大量研究集中于体细胞胚发生过程的转录组及蛋白质组分析，但对于重要基因的功能及基因网络的研究还很少。华中农大棉花团队在早期研究棉花I型酪蛋白激酶（Gossypium hirsutum casein kinase I, GhCKI）影响花药绒毡层PCD时（Minetal, 2013 The Plant Journal），发现过量表达该基因的棉花外植体不能分化得到胚性愈伤及转基因植株，而干涉该基因可以促进胚性愈伤及转基因植株的形成。通过对GhCKI启动子的截短及上游调控基因的分析，首次发现GhLEC1(Gossypium hirsutum LEAFY COTYLEDON1)通过结合顺式作用元件CTTTTC调控GhCKI的表达，进而影响GhCKI对于下游基因GhTCP15的磷酸化作用，磷酸化状态的GhTCP15增强了对GhPIF4 (Gossypium hirsutum Phytochrome interacting factor4）基因启动子区I型TCP结合位点GTGGGNCC的结合，进而影响下游生长素合成相关基因GhYUC2/5/8的表达量，调控生长素在不同诱导时期的外植体中的积累。过量表达GhCKI使非胚性愈伤中生长素过度积累，过高的生长素水平有利于细胞的增殖，不利于细胞的分化，进而不能分化出体胚。LEC1-GhCKI-TCP15-PIF4基因网络调控生长素平衡，进而影响体胚发生过程,尚属首次发现。

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