Forskere identificerer gen, der deltager i bladreaktion på miljøforhold

Heterophylly, bladformens plasticitet som reaktion på miljøforhold, forekommer i vand- og amfibiske planter, hvor den modulerer bladform, gasudveksling og fotosyntese, hvilket giver en god model for planters akklimatisering til miljøet.

Selvom heterophylly var almindeligt set i naturen, er der endnu ikke udført transgene undersøgelser, og dens molekylære mekanisme er stort set ukendt. Hygrophila difformis (Acanthaceae) er for nylig fusioneret som en plantemodel til studiet af heterofyli på grund af dens typiske fænotypiske plasticitet til forskellige økologiske faktorer, men mekanismerne var ikke blevet identificeret.

I en undersøgelse offentliggjort i Plant Physiology , et forskerhold ledet af prof. Hou Hongwei fra Institute of Hydrobiology (IHB) i det kinesiske videnskabsakademi leverede genetisk bevis på den molekylære mekanisme af heterophylli i Hygrophila difformis.

Forskerne klonede først Knotted1-Like Homeobox-familiegenet Shoot Meristemless (STM) fra Hygrophila difformis og verificerede, at dets udtryk ændrede sig med miljøfaktorer.

De udførte ektopisk overekspression af HdSTM i Arabidopsis thaliana og fandt, at transgene planter øgede bladkompleksiteten.

Desuden overudtrykte forskerne HdSTM i Hygrophila difformis og fandt ud af, at transgene planter inducerede hurtige bladvariationer i nedsænkning, mens knockdown af HdSTM førte til forstyrret bladudvikling og svækket heterophylli.

Forskerne opdagede yderligere ekspressionsmønsteret af Cup-Shaped Cotyledon3 (CUC3) i Hygrophila difformis og fandt ud af, at HdCUC3 havde det samme spatiotemporale udtryksmønster som HdSTM. Biokemisk analyse afslørede en fysisk interaktion mellem HdSTM og HdCUC3.

Denne undersøgelse gav det genetiske bevis for, at HdSTM er involveret i at regulere heterophylly i Hygrophila difformis, og afslørede et grundlæggende aspekt af bladformskontrol, der er valgt for at tillade plantetilvænning til miljøet. + Udforsk yderligere

Transkriptomanalyse afslører den regulatoriske mekanisme, hvorved MdWOX11 undertrykker skuddannelse i æbler