中科院杨维才研究组Nature子刊发表新成果

【字体: 时间:2015年01月20日 来源:生物通

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  中科院遗传与发育生物学研究所的研究团队在拟南芥中,解析了花粉管和保卫细胞的膨压调控机制。他们发现,位于高尔基体的碱性神经酰胺酶TOD1(TurgOr regulation Defect 1)在这一过程中起到了关键性作用。这一成果于一月十六日发表在Nature Communications杂志上,文章的通讯作者是遗传与发育生物学研究所所长杨维才(Wei-Cai Yang)。

  

生物通报道:了解细胞生长和迁移的动力是生物学中的一个基础性问题。人们普遍认为,在有细胞壁的植物和真菌细胞中,膨压(turgor pressure)对于细胞增大、细胞生长和形态维持中至关重要。然而,人们对膨压调控的分子机制还不太了解。

中科院遗传与发育生物学研究所的研究团队在拟南芥中,解析了花粉管和保卫细胞的膨压调控机制。他们发现,位于高尔基体的碱性神经酰胺酶TOD1TurgOr regulation Defect 1)在这一过程中起到了关键性作用。这一成果于一月十六日发表在Nature Communications杂志上,文章的通讯作者是遗传与发育生物学研究所所长杨维才(Wei-Cai Yang

花粉管和保卫细胞是两种高度特化的植物细胞,能够帮助植物适应陆地上的生活。已知花粉管尖端的生长和气孔活动的调节都依赖于膨压。(延伸阅读:上海交大杨洪全教授新发PNAS文章

研究人员发现,拟南芥的TOD1倾向于在花粉管和保卫细胞中表达。干扰TOD1会引起花粉管生长缺陷,导致部分雄性不育。研究显示,tod1突变型的花粉管比野生型的膨压高,而且表现出生长迟缓。而tod1突变型的保卫细胞对脱落酸(ABA)诱导的气孔关闭不敏感。

进一步研究表明,S1P sphingosine-1-phosphate)能够促进花粉管生长和气孔闭合,挽救出现问题的花粉管和保卫细胞。S1P位于ABA信号通路的下游,是碱性神经酰胺酶的产物。

这些数据说明,膨压维持很可能受到TOD1的控制,这一机制是花粉管和保卫细胞正常功能的基础。 此外,这项研究还进一步阐明了鞘脂类信号通路在植物花粉管生长中起到的重要作用。

作者简介:

杨维才 博士、研究员、博士生导师、遗传与发育生物学研究所所长

1984年兰州大学学士。1987年兰州大学硕士。1994年荷兰Wageningen大学博士。1996年美国Cold Spring Harbor实验室博士后,1996-2000年新加坡国立大学分子农业生物学院博士后。20002002年新加坡Temasek Life Sciences Laboratory高级科学家,植物生殖和棉花生物技术实验室主任。2003年加入中国科学院遗传与发育生物学研究所,2004年获中国科学院“****”择优支持。2004年国家杰出青年科学基金获得者。

杨维才研究组目前研究方向是植物生殖发育的分子遗传学,尤其是雌配子体和胚胎发育过程中细胞极性、细胞命运、细胞分化和雌雄配子细胞相互作用的分子遗传机制。其目标是利用拟南芥、水稻等模式植物来探讨发育生物学的基本问题,并以此为模式研究农作物基因功能。

 

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:The Arabidopsis alkaline ceramidase TOD1 is a key turgor pressure regulator in plant cells

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