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      科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了控制葉子生長和形狀的蛋白質(zhì)
      
			
      
				2019-03-12 10:17:56
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      在秋天，不僅是吸引眼球的顏色，還有不同大小和形狀的葉子。但是什么使得不同植物的葉子形狀差異如此之大?科隆馬克斯普朗克植物育種研究所的科學(xué)家們現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)一種名為LMI1的蛋白質(zhì)如何控制葉片的生長和形狀。
      

      科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了控制葉子生長和形狀的蛋白質(zhì)
      

      來自Max Planck主任Miltos Tsiantis實(shí)驗(yàn)室的Francesco Vuolo及其同事正在研究人們?cè)谧匀唤缰锌梢钥吹降娜~子形狀的令人眼花繚亂的變化的潛在機(jī)制。最近，他們已經(jīng)開始努力研究很少被人理解的葉子部分，稱為托葉。這些生長物在發(fā)育期間在葉子的基部形成，并且在不同植物物種中的大小和功能變化很大。在模式植物擬南芥中，成熟的托葉仍然很小，盡管它們構(gòu)成了幼葉的重要部分。在其他植物中，例如豌豆，托葉形成葉子的大部分。
      

      使用遺傳學(xué)，顯微鏡和數(shù)學(xué)模型的組合，他們能夠證明LMI1使托葉保持較小。如果蛋白質(zhì)在葉子發(fā)育期間在細(xì)胞中產(chǎn)生，它只是繼續(xù)生長而不是分裂。這種細(xì)胞成熟形式可防止細(xì)胞發(fā)育成其他細(xì)胞類型，并限制可用于進(jìn)一步組織生長的細(xì)胞庫。盡管細(xì)胞生長早期增加，但這反過來減小了最終器官的大小。“盡管細(xì)胞較大，但葉片仍然較小，”Vuolo解釋道。
      

      豌豆葉卷須
      

      LMI1在其他植物的葉形態(tài)調(diào)節(jié)中也起著決定性作用。研究小組發(fā)現(xiàn)，LMI1不是在豌豆植物的大葉狀托葉中產(chǎn)生的，而是在豌豆葉的上部產(chǎn)生，其中形成有稱為卷須的線狀攀爬器官。“卷須中的細(xì)胞也會(huì)變大，分裂得更少，”Vuolo說。因此，豌豆葉中LMI1產(chǎn)生的模式可能是其特征形狀的原因，在葉尖處具有線狀卷須，在基部具有大的托葉。
      

      這些重要發(fā)現(xiàn)揭示了托葉的發(fā)育起源，表明它們實(shí)際上是由LMI1維持在抑制狀態(tài)的神秘葉子。像托葉，葉子和卷須等不同植物部分如此相互關(guān)聯(lián)的問題已經(jīng)占據(jù)了1865年撰寫關(guān)于它們的英國自然科學(xué)家查爾斯達(dá)爾文。因此，這項(xiàng)研究解決了長期存在的植物形態(tài)問題和新問題。研究生長在葉片 形態(tài)演變中的作用的方法。“有一天，他們可以通過改良的葉子或其他器官為農(nóng)業(yè)新植物品種的繁殖做出貢獻(xiàn)。例如，我們正在研究LMI1蛋白在番茄果實(shí)生長中作為一種重要的農(nóng)業(yè)特性，”Tsiantis說。 ，馬克斯普朗克植物育種研究所所長。
      
			

			
        
      
			
      
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