科学家揭示根系发生的新通路

科学家揭示根系发生的新通路种子植物的根系由主根、侧根和不定根共同组成。主根起始于胚胎发育时期，侧根和不定根则不断补充胚后发育的根系系统。传统教科书中对侧根的描述为“根上发生的根”，而不定根是“非根器官上发生的根”。8月29日，中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所徐麟研究组题为Non-canonicalWOX11-mediatedrootbranchingcontributestoplasticityinArabidopsisrootsystemarchitecture的研究论文发表在Development杂志上，报道了模式植物拟南芥主根上的很多“侧根”是由不定根发生通路产生的。拟南芥离体叶片再生不定根的过程中，WOX11转录因子基因介导了不定根发生。WOX11由生长素信号通路激活后表达在不定根创始细胞（foundercell）中，引导不定根发生。当拟南芥竖直生长在培养基上时，主根上发生侧根的过程不表达WOX11，而是依赖于Non-WOX11通路中的ARF7/19基因来起始侧根。WOX11通路（不定根）和Non-WOX11通路（侧根）都需要激活LBD16基因来起始根原基，因此这两条通路虽然通过不同的基因来引导不同类型根的发生，但最终都要汇集到对LBD16基因的开启以起始根原基。当拟南芥竖直生长在培养基上，主根通常只利用Non-WOX11通路产生同一种类型的侧根，这也是研究得最为充分详细的侧根发生途径。但是，当拟南芥生长在土壤中或主根产生伤口时，主根上也能产生WOX11通路介导的“侧根”，而这种以不定根分子通路发生的“侧根”在以往的研究中都被忽视了。Non-WOX11通路产生的传统侧根通常由发育程序来控制；而WOX11通路产生的“类似不定根的侧根”则通常是由环境因素（如创伤、胁迫等）控制。因此，在土壤状态下，拟南芥的主根根系是一个由发育程序和环境因素共同综合控制的结果。竖直平板培养基上生长的拟南芥不能完全反映自然环境下的根系组成。该研究与B.Scheres实验室合作，由徐麟研究组博士生盛李宏和胡小梅等完成实验。研究得到了国家自然科学基金委、科技部和中科院项目的资助。口CelissornpetentforrcctirgBasipetalauxin-luxAcropeta：auxinftuxStemandh/pocotylV/OXff-mediatedrootrngAuxinARF?kkOXHARF?LBD16Auxin-*ARF7/19上海生科院揭示根系发生的新通路Non-WOX11-mediatedrcoting