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港澳宝盟:港澳宝盟郭余龙研究员团队解析了条纹在矮牵牛花冠筒背腹侧差异分布的分子机制

来源: 日期:2024-04-16点击:


近日,郭余龙研究员团队在Journal of Experimental Botany期刊上发表题为Dorsoventrally asymmetric expression of miR319/TCP generates dorsal-specific venation patterning in petunia corolla tube (https://doi.org/10.1093/jxb/erae127) 的研究论文,该研究解析了条纹在矮牵牛花冠筒背腹侧差异分布的分子机制。



研究发现:miR319在花冠筒背腹侧存在不对称表达模式,背侧表达量高于腹侧;而其靶基因PhTCP5, PhTCP6PhTCP10则呈现相反表达模式。过表达miR319可以促进条纹在花冠筒背腹侧均匀分布,而过表达靶基因PhTCP6可以抑制花冠筒条纹形成。在phtcp6单基因突变体中条纹在背腹侧都显著增强,在phtcp5/6/10三基因突变体中条纹在背腹侧增强更加明显。以上结果表明:miR319靶基因具有抑制条纹形成的功能,miR319促进条纹形成是通过抑制靶基因表达而实现。此外,进一步研究结果发现:miR319靶基因抑制花冠筒条纹形成是通过抑制条纹形成关键基因AN4表达。

                               

图一:miR319靶基因抑制花冠筒条纹形成

基于上述研究结果,研究团队提出矮牵牛花冠筒条纹背腹侧不对称分布的分子机制:在花冠筒背侧,高表达的miR319抑制了靶基因TCPs的表达,导致AN4基因表达量提高,从而促进条纹在背侧形成;在花冠筒腹侧,低表达的miR319未能抑制靶基因TCPs的表达,导致AN4基因表达量降低,从而抑制条纹在腹侧形成。

                               

图二 矮牵牛miR319及其靶基因调控条纹背腹侧不对称分布的分子机制

花青素是植物花瓣的主要色素物质,能在花瓣上呈现出各种颜色及彩斑。在一些两侧对称花中,花青素在背侧和腹侧花瓣存在差异分布,只在背侧或腹侧花瓣积累。花青素在背腹侧花瓣的不对分布能增加花瓣色斑的多样性,极大提高观赏价值。研究花青素在背腹侧的不对称分布,不仅要阐明花青素合成调控的机理,还要研究调控花青素背腹侧差异分布的分子机制;该研究方向是当前花色研究的热点和难点。


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