B类生长素响应因子MpARF2对自由生活的植物配子体中分生组织的形成至关重要

《Current Biology》：The B-class auxin response factor MpARF2 is essential for meristem organization in free-living plant gametophytes

肝叶状植物Marchantia中MpARF2通过抑制内源生长素信号保护干细胞多潜能性，同时激活生长素合成基因YUC2维持分生组织，并与A-ARF形成竞争性调控网络，限制分生组织范围。

　　

亮点

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生长素响应因子MpARF2在Marchantia中决定了细胞的全能性

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MpARF2通过创造低生长素响应的环境来促进干细胞的身份形成

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A-ARFs和B-ARFs竞争性地控制生长素的生物合成，从而形成分生组织组织者

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分生组织中的生长素通过MpPIN1被主动输出，以促进远端器官的生成

总结

陆地植物（胚胎植物）是多细胞真核生物，在其生命周期内具有持续生长的显著能力。它们通过在分生组织中维持多能干细胞库来实现这一点。在包括苔藓植物和维管植物在内的胚胎植物中，单倍体配子体世代被认为具有独立生活的能力。配子体分生组织是生长素生物合成的场所，但生长素促进分化；相反，缺乏生长素会导致分化能力的丧失。我们发现，在苔类植物Marchantia polymorpha中，多能干细胞受到单一B类生长素响应因子（MpARF2的保护，该基因具有拮抗生长素作用，特异性存在于胚胎植物中。我们利用报告基因系、功能丧失和功能获得等位基因以及基因相互作用实验，描述了MpARF2在分生组织建立和维持中的关键作用。Mparf2的敲低和敲除等位基因在发育过程中无法维持或形成功能性分生组织，而MpARF2的过表达足以在休眠的芽中产生额外的分生组织。尽管MpARF2是生长素信号的拮抗剂，但它通过激活干细胞中的YUCCA（MpYUC2）生长素生物合成酶来正向调节生长素的产生。相反，由单一A-ARF（MpARF1）介导的生长素响应会拮抗生长素的产生以及分化邻近细胞中的MpARF2表达，从而形成一个多细胞的不连贯前馈环路，限制了分生组织的大小。我们提出，MpARF2和生长素共同构成了分生组织组织者——在生长素产生部位调节生长素的不敏感性，同时向周围的分化细胞提供信号信息——这种组织者对于祖先胚胎植物中不定生长的出现至关重要。

图形摘要