miR156－靶基因SPL調(diào)控擬南芥表皮毛的分布

植物科學研究期刊Plant Cell于7月9日在線發(fā)表植生生態(tài)所植物分子遺傳國家重點實驗室陳曉亞研究組新研究成果： miR156－靶基因SPL調(diào)控擬南芥表皮毛的分布。

SPL （SQUMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN LIKE）基因編碼重要的轉(zhuǎn)錄因子。SPL家族的大部分成員是microRNA156的靶基因，它們在植物進入生殖生長期的時相轉(zhuǎn)換過程中起關鍵的調(diào)控作用。過量表達miR156 （p35S::MIR156f）導致SPLs水平降低，花序軸上部和花柄器官均出現(xiàn)異位毛生長；反之SPL基因高表達導致莖桿上表皮毛數(shù)量下降甚光滑無毛。在擬南芥表皮毛發(fā)育過程中，GL1-GL3-TTG1蛋白復合體正調(diào)控表皮毛發(fā)育，而棉纖維發(fā)育也由類似復合體控制。另一類單MYB轉(zhuǎn)錄因子TRICHOMELESS 1 （TCL1） 和TRIPTYCHON （TRY）在蛋白水平上與GL1競爭結合GL3，從而阻斷表皮毛發(fā)育。研究表明，SPL9通過直接結合TCL1和TRY的啟動子來激活這兩個負調(diào)控因子，抑制表皮毛生長。上述結果表明，受miR156調(diào)控的SPLs基因家族是連接植物發(fā)育進程和表皮毛發(fā)育的橋梁。棉花植物中miR156的含量很高，其對棉纖維發(fā)育的調(diào)控作用值得進一步探討。

植物表皮毛覆蓋于植物地上組織的表面，具有多種不同的生理功能，有些還具有重要的經(jīng)濟價值，如棉纖維。表皮毛的分布受到時空調(diào)控。模式植物擬南芥在營養(yǎng)發(fā)育時期，表皮毛主要生長于蓮座葉的近軸面；而當植物進入生殖發(fā)育期，表皮毛的數(shù)量隨著花序軸的延伸而減少，直花器官（除花萼外）基本無毛。這一分布特征表明表皮毛發(fā)育的調(diào)控與植物發(fā)育的時相轉(zhuǎn)換有著密不可分的關系。

該項工作得到了國家科技部、國家自然科學基金委、中國科學院的經(jīng)費支持。