研究發現番茄表皮毛形成及胚胎致死調控機制
日期：2011-07-25 08:22:10
近日，來自華中農業大學園藝林學學院的研究人員在美國《國家科學院院刊》（PNAS）上發表了題為“A regulatory gene induces trichome formation and embryo lethality in tomato”（番茄表皮毛形成及胚胎致死的調控機制）的論文。
論文的第一作者為華中農業大學園藝林學學院的碩博連讀生楊長憲，通訊作者為該院葉志彪教授。葉志彪教授現任職作物遺傳改良國家重點實驗室和國家農作物分子育種中心固定研究人員，國家植物基因中心（武漢）研究人員，享受國務院政府特殊津貼，國家“863”計劃“十五周年”先進個人。先后主持國家自然科學基金、國家863計劃、國家發改委、“948”等科研項目30余項。先后獲得部省級科技進步獎勵4項，授權發明專利2項，申請專利5項，審定品種3項。發表論文和專著80余篇，其中SCI收錄論文15篇。
陸地植物表皮毛起始于植物表皮細胞，它們有單細胞和多細胞兩種類型。表皮毛作為研究植物細胞命運調控的模式系統，越來越受到人們的重視。擬南芥表皮毛作為典型的單細胞結構，其調控機制已經進行了深入的研究，即通過MYB-bHLH-WD40 蛋白復合體調節下游基因的表達，從而控制表皮毛的分化發育。棉花纖維與擬南芥表皮毛發生機制相似。然而科學家們對于番茄、矮牽牛、煙草等體表的多細胞表皮毛起始分化的調控機制還不是很清楚。
在這篇文章中，研究人員通過圖位克隆的方法分離并鑒定了番茄多細胞表皮毛形成的關鍵基因—Woolly (Wo)，并深入研究了該基因參與番茄表皮毛形成的調控途徑，即Wo通過蛋白互作的方式促進細胞周期相關基因—SlCycB2 的表達，從而促使細胞從G2期向M期的轉換，最終促進表皮毛的形成。同時，由于Wo基因純合后會導致番茄胚胎的敗育，因此該基因的分離對于揭示番茄胚胎發育的機理也具有重要意義。
新研究結果表明番茄表皮毛形成的調控模式不同于擬南芥表皮毛，是一種新的調控機制。該機制的發現對于揭示植物細胞命運調控的多樣性具有十分重要的價值。
另外，番茄表皮毛在抵抗蚜蟲及其傳播的黃瓜花葉病毒、煙草花葉病毒、黃化曲葉病毒等方面發揮重要作用。目前我國已培育出多個多毛番茄品種應用于生產，但因多毛的發生與胚胎純合子致死相關聯，所培育出來的番茄一代雜交品種總是為“多毛”和“無毛”兩類植株的混合群體，種植需剔除“無毛”的植株。該研究對破解“多毛”與“純合子致死”難題奠定了基礎。
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