近日,山東農業大學園藝科學與工程學院王小非教授團隊在《Journal of Integrative Agriculture (JIA)》優先在線發表了題為“The nitrate-responsive transcription factor MdNLP7 regulates callus formation by modulating auxin response”的研究論文,揭示了蘋果硝酸鹽響應蛋白MdNLP7調控植物再生的機制。碩士研究生李彤為第一作者,園藝科學與工程學院王小非教授和生命科學學院周超副教授為本文通訊作者,山東農業大學為論文第一完成單位。
植物細胞具有全能性,在合適的培養條件下,已分化的植物細胞可以通過脫分化和再分化過程產生新的組織和器官,這其中的分子機制一直是植物再生領域的核心科學問題之一。生長素與細胞分裂素在植物的生長發育過程中起著重要作用,直接影響植株的再生。在植物組織培養過程中,生長素的主要作用是促進細胞生長與分裂,誘導愈傷組織的形成,而細胞分裂素主要作用是促進細胞的分裂并誘導不定芽的形成。
硝酸鹽不僅是植物生長發育必需的營養元素,還可以作為信號分子激活一系列基因的表達,進而影響植物的生長發育。植物體內的硝酸鹽信號通路還能夠調控生長素的生物合成和運輸,調控植物側根的生長發育。MdNLP7是硝酸鹽響應的主要調節因子,參與了植物體內硝酸鹽的吸收和轉運過程。
在本研究中,將蘋果MdNLP7轉錄因子在擬南芥中異位表達,發現MdNLP7蛋白可以調控以根為外植體的植物再生;進一步的研究結果表明,MdNLP7介導了中柱鞘細胞分裂的起始。在愈傷組織形成的過程中,MdNLP7可以上調生長素合成和轉運相關基因的表達,并通過影響生長素的分布來實現對根外植體愈傷形成過程的調控,進而調控硝酸鹽介導的根外植體再生。
該項研究揭示了蘋果硝酸鹽響應蛋白MdNLP7調控植物再生的機制,進而闡明了硝酸鹽-生長素串擾是根外植體形成新生愈傷組織所必需的。這一研究成果對提升植物的再生效率有重要意義,并有廣泛的應用前景。
該研究得到國家自然科學基金和國家現代農業產業技術體系建設專項等項目的資助。
編 輯:萬 千
審 核:賈 波