促進植物根系生長的因子是什么?
富貴醬
大家都知道,植物需要通過根系從土壤中吸取礦物質(zhì)和水分。而根系的形成需要細胞通過延長的方式發(fā)生擴增,因此需要鈣離子。但還沒有發(fā)現(xiàn)是什么因子調(diào)控鈣離子的內(nèi)流發(fā)生。LiamDolan‘sgroup,發(fā)現(xiàn)在延長中的根系細胞中NAPDH氧化酶促進的ROS(reactiveoxygenspecies)產(chǎn)生激活了鈣離子通道的開放。
因為擬南芥菜的rhd2突變體的根系和根毛都非常短小,而且鈣離子攝入缺陷,研究者決定克隆rhd2基因。他們發(fā)現(xiàn),這個基因是At5g51060,以前被認為是擬南芥菜呼吸爆發(fā)氧化酶同源基因C-ArabidopsisthalianarespiratoryburstoxidasehomologC(AtrbohC)。因此AtrbohC蛋白和其他的Atrboh家族蛋白都與哺乳動物中催化ROS產(chǎn)生的NAPDH氧化酶的gp91phox亞基有同源性。
那么,RHD2/AtrbohC與根系生長之間的關系是什么呢?研究者發(fā)現(xiàn)在rhd2突變體根系中的ROS產(chǎn)生減少了50{bf}。通常情況下,ROS在根系發(fā)生延長的過程中的產(chǎn)生是增加的。在野生型植株的根系中抑制NAPDH氧化酶的活性可抑制ROS的積累,根毛的延長,因此與rhd2突變體的表型是一致的。
研究者反過來將活性ROS(reactiveoxygenspecies)加入到rhd2突變植株中增加了根毛的生長。研究者還發(fā)現(xiàn)了在這些植株的根系中同時發(fā)生了鈣離子的攝入增加。他們確實發(fā)現(xiàn)活性ROS可以促進根毛細胞膜表面內(nèi)向整流的鈣離子通道開放。
研究者這個新的發(fā)現(xiàn)提出了有趣的問題,為植物根系生長發(fā)育的研究開辟了新的道路。