IPK研究团队揭示大麦小穗发育机制

发布时间：2024-06-27 16:12:37 栏目：精选知识

导读 大麦等农作物的花序结构主要受分生组织活动和命运的调控，分生组织在决定谷物生产所需的花结构数量方面起着关键作用。小穗是禾本科植物花序...

大麦等农作物的花序结构主要受分生组织活动和命运的调控，分生组织在决定谷物生产所需的花结构数量方面起着关键作用。小穗是禾本科植物花序的基本生殖单位。许多禾本科植物分生组织的身份和确定性部分由一组在器官边界特异性表达的基因决定，这些基因可以形成局部信号中心，调节相邻分生组织的命运和活动。



这些基因对于器官的形成和维持至关重要。蛋白质调节不同的细胞身份、腋生分生组织的起始以及邻近器官和组织的正常发育。

在这项研究中，研究小组描述了大麦小穗发育突变体extra floret-a(flo.a)。由于器官边界建立缺陷， flo.a产生了额外的小穗和融合的颖片，器官边界将分生组织与正在发育的器官(如花序分生组织和正在发育的小穗原基)分开。

HvALOG1基因在维持大麦花序结构方面起着至关重要的作用。一方面，边界定位蛋白与赋予小穗分生组织正确发育的信号有关(即非细胞自主);另一方面，它控制花器官之间的边界形成(自主)。“我们发现 HvALOG1 突变会导致产生额外的小穗，并与因边界形成不当而导致的花器官融合有关”，该研究的第一作者 Guojing Jiang 说。

Thorsten Schnurbusch 教授表示：“我们的研究为 ALOG 家族成员在调节大麦分生组织活动和花序发育方面的作用提供了新的见解。”“这些发现可能有助于我们了解花序发育背后的分子机制，并可能对作物改良产生影响。”

Gauley等人在联合发表的文章中描述了小麦基因 ALOG-1 的鉴定及其在小穗发育过程中的功能，他们表明小麦 ALOG-1 不在小穗分生组织中表达，但在突变体中会产生额外的小穗，这与大麦中发现的效应一致。“我们的联合研究结果揭示了 ALOG1 在指定小穗分生组织确定性和维持小麦科禾本科禾谷类特征性穗型花序方面的重要且保守的机制”，Thorsten Schnurbusch 教授说。