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
彻夜激战!430架无人机突袭莫斯科,俄乌大战背后暗藏和谈玄机

彻夜激战!430架无人机突袭莫斯科,俄乌大战背后暗藏和谈玄机

阿芒娱乐说
2026-07-09 11:43:23
有人预测:到了2035年,房价将是现在的2-3倍,这可能吗?

有人预测:到了2035年,房价将是现在的2-3倍,这可能吗?

职场资深秘书
2026-07-09 10:29:29
突发,董卿老公密春雷被告上法庭

突发,董卿老公密春雷被告上法庭

新行情
2026-07-09 15:05:37
伊朗铁路桥瞬间被美军导弹摧毁 能源基础设施遭毁灭性打击

伊朗铁路桥瞬间被美军导弹摧毁 能源基础设施遭毁灭性打击

聚峰军评
2026-07-09 11:53:42
日本人排大队抢购中国相机,很可能只是个开始……

日本人排大队抢购中国相机,很可能只是个开始……

补壹刀
2026-07-07 16:16:03
被大佬当“玩物”,孕期注射药物百次,最美 “三圣母”落魄至此

被大佬当“玩物”,孕期注射药物百次,最美 “三圣母”落魄至此

文刀贰
2026-07-02 23:19:57
维京划桨创始人:最大恐惧是挪威夺冠,希望全挪威一起划桨

维京划桨创始人:最大恐惧是挪威夺冠,希望全挪威一起划桨

懂球帝
2026-07-09 19:32:06
“有你这样的妈,真丢人”,毕业典礼母亲出洋相,儿子一脸无奈

“有你这样的妈,真丢人”,毕业典礼母亲出洋相,儿子一脸无奈

熙熙说教
2026-07-01 19:29:52
气象部门:北京这场暴雨时间长、雨量大,个别点将有特大暴雨

气象部门:北京这场暴雨时间长、雨量大,个别点将有特大暴雨

新京报
2026-07-09 14:46:11
父亲转走我一百八十万,八年后他发消息:二叔转你一百,我愣住了

父亲转走我一百八十万,八年后他发消息:二叔转你一百,我愣住了

晓艾故事汇
2026-07-06 14:27:24
世联赛积分榜:中国女排回归前八!日本、波兰之一或无缘总决赛

世联赛积分榜:中国女排回归前八!日本、波兰之一或无缘总决赛

乒烧泳球
2026-07-09 22:21:46
伊朗硬核反击!美军第五舰队总部被炸,白宫光速认怂

伊朗硬核反击!美军第五舰队总部被炸,白宫光速认怂

面包夹知识
2026-07-09 18:37:08
阿隆索上任首日即遭扎卡公开拒绝

阿隆索上任首日即遭扎卡公开拒绝

慢享生活集
2026-07-10 00:51:41
美股半导体概念爆发,中概股巨龙在线大涨60%,美联储加息概率有变

美股半导体概念爆发,中概股巨龙在线大涨60%,美联储加息概率有变

21世纪经济报道
2026-07-09 22:49:09
拼了,巴特勒+2+1换浓眉,勇士要赌上未来?

拼了,巴特勒+2+1换浓眉,勇士要赌上未来?

体育新角度
2026-07-09 21:22:52
美国华人提醒:这种美国超市爆款调味料,回国千万别带!很多人家里都有

美国华人提醒:这种美国超市爆款调味料,回国千万别带!很多人家里都有

华人生活网
2026-07-09 03:01:03
茶叶是血糖的 “杀手”?医生苦劝:不想血糖飙升,最好少喝 4 种茶

茶叶是血糖的 “杀手”?医生苦劝:不想血糖飙升,最好少喝 4 种茶

华庭讲美食
2026-07-09 01:50:50
乌克兰F16首次击落俄军苏35战机!炸毁别尔哥罗德大桥

乌克兰F16首次击落俄军苏35战机!炸毁别尔哥罗德大桥

项鹏飞
2026-07-09 20:45:36
曹操撩寡妇时说的金句,如今成了约会开场白,男人经常挂在嘴边

曹操撩寡妇时说的金句,如今成了约会开场白,男人经常挂在嘴边

掠影后有感
2026-05-11 11:31:38
首席麻醉师

首席麻醉师

吴女士
2026-07-09 11:46:57
2026-07-10 03:15:00
BioArt植物 incentive-icons
BioArt植物
植物科学领域最新研究进展
9230文章数 8725关注度
往期回顾 全部

科技要闻

字节杀回来了!深度实测Seedream 5.0 Pro

头条要闻

洪水卷来眼镜蛇广西60岁老人被咬去世 全村仍然在搜蛇

头条要闻

洪水卷来眼镜蛇广西60岁老人被咬去世 全村仍然在搜蛇

体育要闻

王楚谈埃及判罚争议:足球没有绝对公平

娱乐要闻

陈翔发文“苍天饶过谁”登热搜,旧事再引关注

财经要闻

中国房地产十年

汽车要闻

悦己更悦人 阿维塔07L加长了更加上了豪华

态度原创

亲子
旅游
房产
手机
公开课

亲子要闻

红屁屁新生儿纸尿裤怎么选?这份2026选购指南值得参考

旅游要闻

深耕文脉创新业态,这场论坛解码运河文旅消费升级“长红密码”

房产要闻

猛踩油门!绿地,又拿下海南一个大城更!

手机要闻

荣耀Robot Phone或下月上市,Magic9暂定10月登场

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版