《多種植物激素和光信號調控頂端彎鉤形成的分子機制》是依託北京大學，由郭紅衛擔任負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：多種植物激素和光信號調控頂端彎鉤形成的分子機制
- 項目負責人：郭紅衛
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：重大研究計畫
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
植物的莖頂端分生組織非常重要，土中固著生長的幼苗在黑暗環境中會形成“頂端彎鉤”，以保護其頂端分生組織在出土時免受機械損傷。研究表明，多種植物激素和光信號參與調控頂端彎鉤的形成。乙烯、生長素和赤黴素以HOOKLESS1（HLS1）為整合點共同調控頂端彎鉤的形成，HLS1缺失突變則導致植物不能形成頂端彎鉤。在本項目中，我們將依據前期的研究結果，以HLS1為切入點，闡釋茉莉酸、生長素、乙烯和光交叉互作調控頂端彎鉤形成的新機制。在闡明植物激素和光信號通過整合HLS1調控頂端彎鉤形成的同時，進一步揭示內源信號與外源信號整合調控植物生長發育過程的分子機制。
結題摘要
土中固著生長的幼苗在黑暗環境中會形成“頂端彎鉤”，以保護其脆弱的子葉和頂端分生組織在出土過程中免受機械損傷。研究表明，多種植物激素和光信號參與調控頂端彎鉤的發育，而HOOKLESS（HLS1）在此過程中發揮著重要的調控作用，HLS1缺失突變導致植物不能形成頂端彎鉤。本項目以HLS1為切入點，闡釋了植物激素乙烯與茉莉素拮抗調控頂端彎鉤發育的分子機制，乙烯與茉莉素以相反方向調控轉錄因子EIN3/EIL1功能實現對HLS1基因表達以及頂端彎鉤發育的相反調控（乙烯促進而茉莉素抑制）；利用實時、動態成像系統對頂端彎鉤的早期形成過程進行了更加深入、細緻的觀察和分析，初步發現頂端彎鉤的形成與重力有關，即胚根在穿破種皮後感應重力方向，向豎直朝下的方向彎曲生長，該彎曲是頂端彎鉤形成的結構基礎，並發現胚胎內部的子葉彎曲在子葉突破種皮後會打開，該彎曲與頂端彎鉤無關；闡述了光誘導頂端彎鉤打開的分子機制，光通過抑制兩類轉錄因子（EIN3/EIL1和PIFs）的功能，實現對HLS1基因表達的快速下調，進而誘導頂端彎鉤快速打開。我們的工作為頂端彎鉤的發育過程提供了更多珍貴的形態學細節描述，揭示了EIN3/EIL1和PIFs這兩類轉錄因子作為核心因子整合內源激素與外源信號實現對調控頂端彎鉤發育的精細調控。
