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我校在番茄表皮毛形成机制研究上取得重要进展

时间:2020-01-06

7月6日,美国《国家科学院院刊》 (PNAS)网上公布了我校的最新研究成果,番茄表皮毛发形成和胚胎死亡的调控机制(番茄旋毛虫形成和胚胎致死的调控基因产业)。论文的第一作者是园艺与林业研究所的研究生杨昌贤,通讯作者是该所的叶志彪教授。

本研究中,通过图谱克隆的方法分离鉴定了番茄多细胞毛状体形成的关键基因Woolly(Wool),并深入研究了该基因参与番茄毛状体形成的调控途径,即Wo通过蛋白质相互作用促进细胞周期相关基因SLCYCB 2的表达,从而促进细胞从G2期向M期转化,最终促进毛状体的形成。同时,由于纯合的WO基因会导致番茄胚胎败育,Wo基因的分离对揭示番茄胚胎发育机制也具有重要意义。

陆生植物表皮毛发来源于植物表皮细胞,有两种类型:单细胞和多细胞。表皮作为研究植物细胞命运调控的模型系统,越来越受到人们的关注。拟南芥毛状体是一种典型的单细胞结构,其调控机制已被深入研究,即下游基因的表达受MYB-bHLH-WD40蛋白复合体的调控,从而控制毛状体的分化和发育。棉纤维和拟南芥表皮的机制相似。然而,番茄、矮牵牛和烟草多细胞表皮毛的起始和分化的调节机制可能不同。本文报道的研究结果表明,番茄表皮毛发形成的调控模式不同于拟南芥表皮毛发,是一种新的调控机制。这一机制的发现对于揭示植物细胞命运调控的多样性具有重要价值。

此外,番茄表皮在抵抗蚜虫及其传播的黄瓜花叶病毒、烟草花叶病毒、黄曲叶病毒等方面起着重要作用。目前,我国已经培育出许多毛番茄品种进行生产。然而,由于多毛症的发生与胚胎纯合子的死亡有关,第一代杂交番茄品种总是“多毛”和“无毛”植物的混合群体,需要将“无毛”植物移出种植。该研究为解决多毛症和纯合子死亡问题奠定了基础。

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