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      研究發(fā)現(xiàn)植物生長控制機制的關(guān)鍵
      
			
      
				2019-04-08 09:01:22
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      普渡大學(xué)的一項研究繪制了一系列控制植物細(xì)胞形狀的復(fù)雜途徑。這些發(fā)現(xiàn)是朝著定制植物如何生長以滿足特定農(nóng)藝需求和提高美國棉花質(zhì)量的重要一步。
      

      研究發(fā)現(xiàn)植物生長控制機制的關(guān)鍵
      

      美國棉花生產(chǎn)是一個價值250億美元的產(chǎn)業(yè)，但這里種植的棉農(nóng)種類的質(zhì)量低于優(yōu)質(zhì)的埃及棉或皮馬棉，其纖維直徑較小。植物學(xué)和植物病理學(xué)系教授Daniel Szymanski分析了細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)如何模擬細(xì)胞壁以產(chǎn)生特定的細(xì)胞形狀和大小。來自擬南芥模型系統(tǒng)的這些知識可用于產(chǎn)生具有較小直徑或增加強度的棉纖維細(xì)胞。
      

      在“當(dāng)代生物學(xué)”雜志上發(fā)表的研究結(jié)果中，Szymanski描述了如何組織微管和肌動蛋白，即形成植物細(xì)胞細(xì)胞骨架的蛋白質(zhì)聚合物，以指定細(xì)胞壁的機械性質(zhì)，定義細(xì)胞形狀。
      

      Szymanski的研究小組發(fā)現(xiàn)微管在一個細(xì)胞的頂點內(nèi)捕獲一種名為SPIKE 1的蛋白質(zhì)，其中SPIKE 1募集了額外的蛋白質(zhì)機器，導(dǎo)致肌動蛋白絲形成。然后將肌動蛋白絲網(wǎng)絡(luò)組織為用于長距離細(xì)胞內(nèi)運輸?shù)牡缆泛图?xì)胞生長所必需的細(xì)胞壁材料的調(diào)節(jié)遞送。
      

      “SPIKE 1是細(xì)胞中的主要調(diào)節(jié)因子，開關(guān)在激活時決定了肌動蛋白網(wǎng)絡(luò)聚合的時間和位置，”Szymanski說。
      

      SPIKE1的位置和活動很重要。如果沒有它，生長就會被錯誤調(diào)節(jié)，導(dǎo)致細(xì)胞形狀扭曲，不能正常逐漸變細(xì)。SPIKE1蛋白是越來越多的工具之一，可用于編程經(jīng)濟(jì)上重要的細(xì)胞(包括棉纖維)的大小和形狀。
      

      Szymanski說，這種新的理解也可能在設(shè)計具有不同細(xì)胞形狀和大小的植物方面發(fā)揮更廣泛的作用。
      

      “細(xì)胞是組織和器官的基石，它們有可能影響葉片大小等關(guān)鍵特性，”Szymanski說。“這項工作提供了一個知識庫，可以實現(xiàn)細(xì)胞，組織和器官工程。”
      
			

			
        
      
			
      
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