植物生长和发育依赖于矿物离子从土壤到根细胞(木质部组织)的运输系统的运动以及随后转移到枝条。因为这个过程通常是针对浓度梯度发生的，所以可以防止被动扩散，并且通过称为Casparian条带的富含防水木质素的屏障来确保体内平衡，该条带围绕着环中的木质部和韧皮部组织。已知几种蛋白质对于Casparian条带形成是必需的，包括受体激酶GSO1 / SGN3。
现在，名古屋大学的工作已经确定了根部中心的肽激素配体，它们结合GSO1 / SGN3受体并调节Casparian条带组装以响应发育和环境线索。这项研究在科学报道。
编码肽激素前体的基因在植物基因组中以多拷贝存在，并且前肽携带保守结构域。有了这些知识，研究人员利用筛选过程来鉴定两种肽，它们命名为Casparian strip integrity factor(CIF)1和CIF2，来自更广泛的肽家族，这些肽是模型植物根部完整的Casparian条带形成所必需的。拟南芥。CIF1和CIF2表达仅限于含有木质部和韧皮部的根(石碑)的中央部分。
敲除编码CIF1和CIF2的基因导致“渗漏”屏障，其允许实验染料移动到木质部中。该表型类似于在编码GSO1 / SGN3受体的基因中具有突变的植物中观察到的表型。
“木质素自发荧光和活细胞成像显示，在没有肽配体或受体的情况下，屏障被破坏，”相应的作者Yoshikatsu Matsubayashi说，“虽然合成的CIF1添加到配体突变体，但不是受体突变体，恢复了障碍作为受体 - 配体结合的完整性促进了木质素的沉积。“还显示CIF肽对于维持以及Casparian条带的形成是必需的。
配体突变体对土壤中的高铁水平比对野生型更敏感，显示出叶子的发育迟缓和通过添加合成的CIF1克服了。这些生长缺陷可能反映了在这些突变体的木质部汁液中观察到的高铁，表明屏障渗漏。
标签： 植物
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