科學(xué)家確定蛋白質(zhì)控制葉生長(zhǎng)和形狀

在秋天,它不僅能吸引眼球的顏色,但也不同大小和形狀的葉子。但是讓不同植物在不同形狀的葉子嗎?馬普植物育種研究所的科學(xué)家們?cè)诳坡∫呀?jīng)發(fā)現(xiàn)一種叫做LMI1的蛋白質(zhì)如何控制葉生長(zhǎng)和形狀。

弗朗西斯科·Vuolo和他的同事們從馬克斯·普朗克的實(shí)驗(yàn)室主任Miltos Tsiantis正在調(diào)查機(jī)制的葉子形狀的變化在本質(zhì)上可以看到。最近,他們把他們的努力調(diào)查知之甚少葉部分稱(chēng)為喬木。這些擴(kuò)展形成一片葉子的底部在開(kāi)發(fā)和體型和功能在不同的植物物種。在模式植物擬南芥、成熟的喬木仍然很小,雖然他們占了很大的一部分年輕的葉子。在其他植物,如豌豆,喬木大葉的一部分。

利用遺傳學(xué)、顯微鏡和數(shù)學(xué)模型,他們能夠表明LMI1喬木小。如果產(chǎn)生的蛋白質(zhì)是在葉片發(fā)育的一個(gè)細(xì)胞,它只是繼續(xù)增長(zhǎng),而不是分裂。這種形式的細(xì)胞成熟阻止細(xì)胞發(fā)展成其他類(lèi)型的細(xì)胞,限制了可用的細(xì)胞池進(jìn)一步組織生長(zhǎng)。反過(guò)來(lái),這減少了最后的器官,盡管早期的大小增加細(xì)胞生長(zhǎng)。“葉依然小盡管大細(xì)胞,”Vuolo解釋道。

豌豆樹(shù)葉卷須

LMI1也起著決定性的作用在其他植物的葉形態(tài)的規(guī)定。研究小組發(fā)現(xiàn)LMI1不是產(chǎn)生在豌豆植物的葉狀托葉大,而是豌豆葉,上部的地方爬器官稱(chēng)為線(xiàn)型卷須形式。“卷須的細(xì)胞也越來(lái)越少分,“Vuolo說(shuō)。豌豆葉LMI1生產(chǎn)的模式可能因此負(fù)責(zé)其特點(diǎn)的形狀,在卷須線(xiàn)型的葉子和大的喬木。

這些重要的發(fā)現(xiàn)揭示喬木的發(fā)展起源,建議他們實(shí)際上是神秘的葉子,LMI1維護(hù)處于被壓抑的狀態(tài)。這樣的問(wèn)題的不同的植物部分喬木,葉子和卷須之間的關(guān)系已經(jīng)占領(lǐng)了英國(guó)自然學(xué)家查爾斯·達(dá)爾文關(guān)于他們?cè)?865年寫(xiě)道。這項(xiàng)研究中,因此,解決了長(zhǎng)期存在的植物形態(tài)學(xué)問(wèn)題以及研究經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的作用的新方法的進(jìn)化葉子的形狀。“有一天,他們可能有助于農(nóng)業(yè)植物新品種的育種改良樹(shù)葉或者其他器官。例如,我們正在調(diào)查L(zhǎng)MI1蛋白質(zhì)的作用在番茄果實(shí)的增長(zhǎng)作為一個(gè)重要的農(nóng)業(yè)特征,”馬克斯普朗克研究所的主任Tsiantis說(shuō)植物育種研究。

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