AINTEGUMENTA磷酸开关在次生生长过程中调控双侧干细胞的活性

《Proceedings of the National Academy of Sciences》：An AINTEGUMENTA phosphoswitch controls bilateral stem cell activity during secondary growth

本研究揭示植物ER受体通路与auxin信号交叉调控干细胞分化，磷酸化ANT影响左右干细胞活性，从而控制根围和生物质积累。

　　

重要性

本研究揭示了在植物径向生长过程中调控双侧干细胞活性的关键机制。位于形成层中的干细胞增殖并分化为木质部和软木等专门组织，这些组织是生物量积累的主要场所。通过探讨ERECTA（ER）受体与生长素信号通路之间的相互作用，我们阐明了这些通路如何通过磷酸化转录因子AINTEGUMENTA（ANT）来调节干细胞的分化及径向增厚。ANT的磷酸化状态决定了干细胞的活动，进而影响特定类型维管细胞（如木质细胞）的生成，从而控制根茎的粗细。这项研究强调了翻译后修饰在植物发育中的重要性，并为干细胞分化提供了调控基础，对于提高木质部生物量积累具有重要意义。

摘要

植物干细胞具有在发育过程中产生不同组织和器官的显著能力。在次生生长过程中，两个由活跃分裂的干细胞组成的同心圆柱体是径向增厚的主要驱动因素，每个圆柱体分别向内外两侧产生不同类型的维管细胞。尽管这些干细胞层形成的分子机制已被充分研究，但它们如何决定生成哪种细胞类型仍不清楚。在本研究中，我们发现ERECTA（ER）受体通路与生长素信号通路之间的相互作用控制了这两个干细胞区域中产生的细胞类型及其数量。从机制上看，ER通路通过磷酸化转录因子AINTEGUMENTA（ANT）来调节双侧干细胞的活动，从而仅促进某一类型细胞的分化。因此，我们的结果表明ANT的磷酸化状态通过影响双侧干细胞的生成来调控根茎的粗细和生物量积累。这突显了翻译后修饰在植物生长发育中的关键作用。