Nature Plants | 侧根起始过程中的不对称细胞分裂调控机制
侧根起始的秘密：新发现的不对称细胞分裂调控机制</
由JMR撰写的最新研究成果揭示了侧根生长的幕后奥秘，而光明制版的背后，是比利时根特大学植物生物技术与生物信息学系Tom Beeckman团队在Nature Plants上发表的突破性论文——GOLVEN peptide signalling through RGI receptors and MPK6 restricts asymmetric cell division during lateral root initiation</【1】。这个发现为我们理解侧根如何从建成细胞的精确调控中诞生提供了全新的视角。
侧根的诞生始于中柱鞘细胞的特殊细胞分裂过程，这些被称为建成细胞的细胞通过精密的不对称分裂形成侧根原基【2,3】。侧根的起始并非一蹴而就，而是通过侧根帽细胞周期性死亡引发生长素信号的波动，从而标记出那些潜在的侧根形成点【4,5】。原基形成的关键在于木质部极周细胞核的协调移动，伴随着组织有序的细胞分裂，每一步都需要特定分子的精确调控【6】。
Tom Beeckman团队的发现，亮点在于GLV6和GLV10这两个GLV/ROOT GROWTH FACTOR/CLE-like（GLV/RGF/CLEL）信号肽家族成员。它们的功能缺失突变会导致侧根起始过程中不对称细胞分裂的异常增多。研究进一步揭示，亮氨酸重复序列类受体激酶RGI1,4,5是GLV6的识别受体，它们共同参与GLV信号通路的精确调控【7】。
研究人员通过筛选，揭示了丝裂原活化蛋白激酶MPK6作为GLV6通路的关键下游信号分子，GLV6/10通过RGF1不敏感受体和MPK6信号途径抑制初始不对称细胞分裂，从而限制侧根起始过程中的非对称性【8】。这个发现构建了一个模型，展示了分泌的GLV肽如何巧妙地调控侧根形成初期的细胞分裂，以确保侧根的精确发展。
这些发现不仅扩展了我们对侧根发育调控的理解，而且为未来的基因工程和作物改良提供了新的策略。侧根的健康生长对于植物适应环境变化和获取水分至关重要，因此，深入研究这种细胞分裂调控机制将为植物生理和农业生产带来深远影响【9,10】。
参考文献
- Tom Beeckman, et al. GOLVEN peptide signalling through RGI receptors and MPK6 restricts asymmetric cell division during lateral root initiation. Nature Plants (2020).
- Moreno-Risueno, M. A. et al. Oscillating gene expression determines competence for periodic Arabidopsis root branching. Science (2010).
- Xuan, W. et al. Cyclic programmed cell death stimulates hormone signaling and root development in Arabidopsis. Science (2016).
- De Smet, I. et al. Bimodular auxin response controls organogenesis in Arabidopsis. Proc. Natl Acad. Sci. USA (2010).
- De Rybel, B. et al. A novel aux/IAA28 signaling cascade activates GATA23-dependent specification of lateral root founder cell identity. Curr. Biol. (2010).
- Fernandez, A. et al. Transcriptional and functional classification of the GOLVEN/ROOT GROWTH FACTOR/CLE-like signaling peptides reveals their role in lateral root and hair formation. Plant Physiol. (2013).
- Fernandez, A. et al. The GLV6/RGF8/CLEL2 peptide regulates early pericycle divisions during lateral root initiation. J. Exp. Bot. (2015).
尽管详细的研究论文已经深入探讨了这个话题，但此处提供的摘要已足够揭示侧根起始过程中的关键调控环节。对于更深入的探讨，读者可以参考论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41477-020-0645-z
这些发现揭示了自然界的精密调控机制，每一次细胞分裂都在为侧根的形成绘制蓝图，科学家们正在逐步解开这个生长的秘密，以期为未来的植物科学和农业生产带来新的突破。
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