网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Nature Plants | 邓兴旺团队/魏宁团队合作揭示生长素剂量以及光依赖性地调控下胚轴伸长的机制

0
分享至

生长素是第一个被发现的植物激素,对植物生长发育过程至关重要,广泛参与调控细胞分裂、延展和分化等基本生物过程。生长素在调控器官生长时具有“剂量效应”(又称“双重效应”),具体表现为低浓度的生长素促进生长而高浓度的生长素抑制生长。生长素的这一特征发现已有近九十年,而背后的分子机制还不清楚。此外,生长素调控器官伸长的效应还受光等环境信号影响,如高浓度的生长素在暗中抑制拟南芥下胚轴伸长,而在光下却促进下胚轴伸长,这一现象发现多年,背后的分子机制也一直不清楚。

2025年2月14日,北大-清华生命科学联合中心、北京大学现代农学院邓兴旺团队与西南大学生命科学学院魏宁团队合作在Nature Plants在线发表了题为“The apoplastic pH is a key determinant in the hypocotyl growth response to auxin dosage and light”的研究论文,揭示了质外体酸化程度是生长素剂量以及光依赖性地调控下胚轴伸长的基础。

该研究发现,生长素以剂量依赖的方式诱导SAUR家族基因表达。随着生长素剂量的增加,SAUR家族蛋白水平逐渐积累,促使质膜质子泵H+-ATPase活性被逐渐激活,进而促使下胚轴表皮细胞质外体被逐渐酸化。根据酸生长理论,质外体适度酸化促进细胞延展,而该研究发现当质外体酸化到一定程度则抑制细胞延展。因此,生长素的双重效应发生在生长素介导的转录重编程之后,取决于细胞对质外体酸化程度(pH)的响应(图1)。光信号促使下胚轴表皮细胞质外体pH升高,抵消生长素诱导的质外体的过度酸化,使得生长素在光下促进下胚轴伸长(图2)。

图1 生长素双相调控下胚轴伸长的分子机制示意图

该研究解决了长期困扰人们的两个科学难题,即生长素的剂量效应和生长素调控器官伸长的光依赖效应的分子机制是什么。该研究将这两个看似不相关的科学问题统一为了光和生长素均调控质外体的酸化程度,而质外体酸化程度最终决定促进或抑制细胞延展。该研究拓宽人们对光信号和植物激素信号交叉互作调控植物生长发育的认识。该研究发现的高剂量的生长素抑制下胚轴伸长的机制与生长素通过促使根的细胞碱化抑制根伸长,以及生长素通过促使顶端弯钩内侧细胞PP2C-D1高表达或促使TMK1 C端进入细胞核磷酸化并稳定IAA32、IAA34抑制顶端弯钩内侧细胞延展的机制均不相同。该研究与以上研究一起帮助人们全面深刻地认识生长素是如何器官特异性地抑制细胞延展的。此外,该研究发现质外体过度酸化抑制细胞延展,给经典的“酸生长理论”中的“酸”界定一个具体的范围,这是对“酸生长理论”的补充和完善。

图2 光与生长素拮抗地调控质外体pH调控下胚轴伸长

北大-清华生命科学联合中心、北京大学现代农学院邓兴旺教授和西南大学生命科学学院魏宁教授为论文共同通讯作者。西南大学生命科学学院、北京大学现代农学院联合培养博士后汪加军(即将入职厦门大学)和西南大学农学与生物科技学院金丹副研究员为论文共同第一作者。本研究也获得清华-北大生命联合中心、清华大学生命科学学院陈浩东研究员、西南大学生命科学学院廖志华教授和日本名古屋大学理学研究院和转化生物分子研究所的Toshinori Kinoshita教授的鼎力支持。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、重庆市博士后创新人才支持计划、中国博士后科学基金和北大-清华生命科学联合中心的资助。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41477-025-01910-4

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
24℃!暴雨、大暴雨!江苏最新天气预测

24℃!暴雨、大暴雨!江苏最新天气预测

江南晚报
2026-08-29 02:34:18
在东北无论你是多大老板都得送一个挣3500的祖宗上班,评论区炸锅

在东北无论你是多大老板都得送一个挣3500的祖宗上班,评论区炸锅

夜深爱杂谈
2026-08-27 21:16:21
经济学家马光远:根据国际经验,房地产再回到上一轮高点需要10年

经济学家马光远:根据国际经验,房地产再回到上一轮高点需要10年

史之铭
2026-08-22 18:13:05
张继科是个体面人

张继科是个体面人

张佳玮写字的地方
2026-08-28 12:21:32
出兵即侵略!中方亮明底线:敢派兵台海,本土将成为合法打击目标

出兵即侵略!中方亮明底线:敢派兵台海,本土将成为合法打击目标

伴君终老a
2026-08-20 09:29:37
不可思议!带5个月婴儿打卡九寨沟,家长发帖宣称小孩无高反,这是“九寨沟最小游客”

不可思议!带5个月婴儿打卡九寨沟,家长发帖宣称小孩无高反,这是“九寨沟最小游客”

火山詩话
2026-08-27 08:17:38
NBA扩军重大进展!入场费高达70‑100亿,拉斯维加斯、西雅图领跑

NBA扩军重大进展!入场费高达70‑100亿,拉斯维加斯、西雅图领跑

夜白侃球
2026-08-29 15:14:54
张继科事件升级!涉事人员工作不保仅开胃菜,更严重的还在后面

张继科事件升级!涉事人员工作不保仅开胃菜,更严重的还在后面

揭秘世间万象
2026-08-06 05:07:08
八月底还没涨,今年调整彻底没戏了?答案说清楚了

八月底还没涨,今年调整彻底没戏了?答案说清楚了

音乐时光的娱乐
2026-08-29 01:37:10
27岁姆巴佩拿下西班牙女神,身价过亿,实力才是硬通货

27岁姆巴佩拿下西班牙女神,身价过亿,实力才是硬通货

小椰的奶奶
2026-07-31 00:50:27
突发!越南公开抗议西沙岛礁建设,既想对华做生意又想对美示好

突发!越南公开抗议西沙岛礁建设,既想对华做生意又想对美示好

战友老邓
2026-08-29 15:17:27
大众ID.AURA T6预售13.59万起 中型纯电SUV/续航660km

大众ID.AURA T6预售13.59万起 中型纯电SUV/续航660km

太平洋汽车
2026-08-28 17:46:22
出汗就是血糖最好的反馈!出现这几种情况,多是血糖快失控了!

出汗就是血糖最好的反馈!出现这几种情况,多是血糖快失控了!

叙说医疗健康
2026-07-27 10:00:37
社会学者预判:当60后70后慢慢退场,中国将迎来一场无声大变革

社会学者预判:当60后70后慢慢退场,中国将迎来一场无声大变革

金哥说新能源车
2026-08-18 13:45:54
男人负责赚钱养家,女人负责貌美如花,过时了

男人负责赚钱养家,女人负责貌美如花,过时了

青苹果sht
2026-08-15 05:26:34
熬过70岁,别管亲人亲不亲!死记这几句老话,晚年基本不遭罪

熬过70岁,别管亲人亲不亲!死记这几句老话,晚年基本不遭罪

游戏收藏指南
2026-08-15 00:58:20
郑裕玲:分手时把吕方赶出豪宅,如今的她,印证了周润发的那句话

郑裕玲:分手时把吕方赶出豪宅,如今的她,印证了周润发的那句话

梦醉为红颜一笑
2026-08-27 05:29:16
20年后,中国一半家庭将“绝户”:这场大洗牌无人能逃

20年后,中国一半家庭将“绝户”:这场大洗牌无人能逃

叮当当科技
2026-08-17 01:57:38
一份征兵通知,藏着县城权力运作的全部密码

一份征兵通知,藏着县城权力运作的全部密码

画生笔记
2026-08-28 10:12:09
不是景甜舍不得3000万,查了下才知道,原来她穷得日子也不好过

不是景甜舍不得3000万,查了下才知道,原来她穷得日子也不好过

杨仔述
2026-08-29 11:38:54
2026-08-29 16:23:00
BioArt植物 incentive-icons
BioArt植物
植物科学领域最新研究进展
9332文章数 8733关注度
往期回顾 全部

科技要闻

美团扭亏为盈后,外卖大战结束了吗?

头条要闻

孙宇晨诉景甜返还3000万"彩礼" 律师:彩礼性质有争议

头条要闻

孙宇晨诉景甜返还3000万"彩礼" 律师:彩礼性质有争议

体育要闻

米兰、巴黎、拉莫斯、巴克拉:所得与所失

娱乐要闻

孙宇晨最新发声:惊扰景女士非本意

财经要闻

刑自强:AI投资下半场中国蓄势待发

汽车要闻

东风日产NX8“喜柿橙意”限定色正式上市

态度原创

家居
艺术
本地
公开课
军事航空

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

艺术要闻

非洲第一高楼,又火了!

本地新闻

昆明的雨,解锁汪曾祺的浪漫雨季

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

军事要闻

特朗普出面"灭火" 俄试射一枚洲际导弹

无障碍浏览 进入关怀版