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王一
根毛是根表皮细胞的管状突起结构,在植物获取水分、无机盐等养分以及植物和根际微环境进行交流过程中发挥着非常重要的作用。与根毛的生理功能相对应,其发育过程受到多种内、外源因素的共同调控。在模式植物拟南芥中,内源发育程序以一种位置依赖的方式调控根表皮细胞的根毛命运分化:其中位于两个皮层细胞间隙之上的表皮细胞(Hcell)获得根毛命运;而位于一个皮层细胞之上的表皮细胞(Ncell)获得非根毛命运(图1左上)。但是,在一些营养缺乏等胁迫环境下,Ncell也会发育出根毛, 这种突破内在发育程序而发生的根毛被称为异位根毛(ectopicroothair)。乙烯作为重要的植物逆境响应激素,其一个典型的生理效应就是促进拟南芥异位根毛的发生,但是该现象背后的分子机制尚不清楚。研究乙烯调控拟南芥异位根毛发生不仅有助于我们深入理解植物如何通过改变其内在发育模式以适应环境的变化,也能为未来培育高效利用土壤水分和营养元素的农作物提供重要的理论基础。
图1:图中上方卡通图片示意在空气对照(左)和乙烯处理(右)下拟南芥根表皮的根毛发育模式。图中下方是相应处理条件下野生型拟南芥(Col-0)根表皮层的根毛分布表型图。
南方科技大学生命科学学院郭红卫教授课题组长期