近日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院教授葛良法和生命科學(xué)學(xué)院教授黃巍團(tuán)隊(duì)合作，研究揭示了MtKIX8調(diào)控蒺藜苜蓿螺旋果莢形態(tài)建成的機(jī)制。相關(guān)成果在線發(fā)表于《植物生理學(xué)》（Plant Physiology）。
不同形狀果莢形態(tài)建成模型。（注：VS，腹縫線；DS，背縫線）受訪者供圖
莢果是由單心皮發(fā)育形成的果實(shí)，也是豆科植物所特有的果實(shí)，能起到保護(hù)種子的作用。在長(zhǎng)期進(jìn)化的過(guò)程中，莢果演化出了多種形態(tài)的，以適應(yīng)不同的種子傳播機(jī)制。根據(jù)形態(tài)特征，果莢可大致分為三類，即直型果莢、螺旋果莢和扭曲果莢。雖然有管螺旋果莢的形態(tài)學(xué)研究已有報(bào)道，但相關(guān)的遺傳機(jī)理還并不清楚。蒺藜苜蓿是豆科模式植物，具有天然的螺旋狀果莢，是研究植物器官螺旋的理想材料。
研究者在篩選與器官大小調(diào)控因子BIG SEEDS 1（BS1）互作蛋白的過(guò)程中，得到一個(gè)與BS1互作的轉(zhuǎn)錄因子MtKIX8。MtKIX8是擬南芥AtKIX8/9、番茄SlKIX8/9、大豆GmKIX8/9、豌豆PsBIO以及百脈根LjBIO的同源基因。該基因廣泛參與了被子植物器官大小及花瓣內(nèi)部不對(duì)成性的發(fā)育調(diào)控。
研究者在蒺藜苜蓿突變體庫(kù)中篩選到了兩個(gè)mtkix8等位突變體，其果莢在發(fā)育過(guò)程中，不能形成規(guī)則且致密的螺旋狀結(jié)構(gòu)，手性也會(huì)發(fā)生改變。通過(guò)組織細(xì)胞學(xué)研究，研究者發(fā)現(xiàn)mtkix8突變體果莢腹縫線區(qū)域的細(xì)胞數(shù)目、形態(tài)及大小均存發(fā)生了明顯改變。進(jìn)一步研究表明，MtKIX8在果莢腹縫線區(qū)域的表達(dá)顯著高于背縫線區(qū)域，并通過(guò)協(xié)調(diào)腹縫線和背縫線區(qū)域的生長(zhǎng)速率決定果莢的最終形態(tài)。
該研究不僅發(fā)現(xiàn)了MtKIX8的新功能，也揭示了苜蓿屬螺旋果莢形成的機(jī)理模型。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae170
本文鏈接：http://www.3ypm.com.cn/news-8-2749-0.html研究揭示苜蓿屬螺旋果莢形成的機(jī)理模型
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