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导管分化抑制因子(Tracheary Element Differentiation Inhibitory Factor,TDIF)是从百日草培养体系中分离出的一种CLE多肽激素,它由12-13个氨基酸组成,能够调控维管组织中(原)形成层细胞的分裂和木质部细胞的分化。
在毛果杨(Populus trichocarpa)中,一共有6个CLE基因编码TDIF多肽,其中有4个CLE基因与拟南芥CLE41/CLE44基因编码的12肽基序完全一致,本文将其命名为PtTDIF1-4;有两个CLE基因编码的基序与杨树TDIF多肽仅差一个氨基酸不同,本文将其简称为PtTDIFL1-2。通过qRT-PCR技术分析发现这6个PtTDIFs基因均在维管组织中表达。在PtTDIFspro:GUS转基因拟南芥中,GUS染色主要表达在顶芽、茎维管束、叶原基和叶脉中。本文将PtTDIF2和PtTDIFL2基因在717杂交杨(Populustremula×P.alba)中过量表达,转基因杨树通过上调GA2ox和GA20ox基因的表达量来降低植物内源GA1和GA4的水平,从而抑制节间的伸长,外源施加GA3可以恢复这一缺陷。35S:PtTDIFs转基因杨树呈现出高级叶脉增多的表型,这可能与WOX4和WOX13基因表达量升高有关。此外,35S:PtTDIFs转基因杨树的顶芽具有更高的IAA水平和更强的生长素合成能力。如果去除转基因植物的地上部分,从而阻止生长素自上而下的运输,可以显著抑制转基因杨树侧根增多的表型,说明生长素在植物体内的运输是这个表型所必需的。与野生型相比,35S:PtTDIFs转基因杨树对于培养基中添加的外源IAA和n-1-萘酞酸(NPA)具有更高的敏感性,后者能够完全抑制转基因杨树的侧根生成。同时,几个参与生长素调控侧根形成的关键基因如GATA23、ACR4、LBD16和LBD29的表达水平均在35S:PtTDIFs转基因杨树根中被上调。
本研究不仅揭示了TDIF多肽调控杨树节间伸长、叶脉形成和侧根发生的分子机制,而且通过探究在不同组织器官中TDIF与其他植物激素的协同作用,进一步丰富了各种激素信号之间的网络模型。
在毛果杨(Populus trichocarpa)中,一共有6个CLE基因编码TDIF多肽,其中有4个CLE基因与拟南芥CLE41/CLE44基因编码的12肽基序完全一致,本文将其命名为PtTDIF1-4;有两个CLE基因编码的基序与杨树TDIF多肽仅差一个氨基酸不同,本文将其简称为PtTDIFL1-2。通过qRT-PCR技术分析发现这6个PtTDIFs基因均在维管组织中表达。在PtTDIFspro:GUS转基因拟南芥中,GUS染色主要表达在顶芽、茎维管束、叶原基和叶脉中。本文将PtTDIF2和PtTDIFL2基因在717杂交杨(Populustremula×P.alba)中过量表达,转基因杨树通过上调GA2ox和GA20ox基因的表达量来降低植物内源GA1和GA4的水平,从而抑制节间的伸长,外源施加GA3可以恢复这一缺陷。35S:PtTDIFs转基因杨树呈现出高级叶脉增多的表型,这可能与WOX4和WOX13基因表达量升高有关。此外,35S:PtTDIFs转基因杨树的顶芽具有更高的IAA水平和更强的生长素合成能力。如果去除转基因植物的地上部分,从而阻止生长素自上而下的运输,可以显著抑制转基因杨树侧根增多的表型,说明生长素在植物体内的运输是这个表型所必需的。与野生型相比,35S:PtTDIFs转基因杨树对于培养基中添加的外源IAA和n-1-萘酞酸(NPA)具有更高的敏感性,后者能够完全抑制转基因杨树的侧根生成。同时,几个参与生长素调控侧根形成的关键基因如GATA23、ACR4、LBD16和LBD29的表达水平均在35S:PtTDIFs转基因杨树根中被上调。
本研究不仅揭示了TDIF多肽调控杨树节间伸长、叶脉形成和侧根发生的分子机制,而且通过探究在不同组织器官中TDIF与其他植物激素的协同作用,进一步丰富了各种激素信号之间的网络模型。