研讨发现克制拟南芥表外相造成的机理

表外相是陆生动物中一种罕见的表皮细胞特化的构造，是动物相应并抵挡外界生物与非生物钳制的第一道防地。动物器官上的表外相可无效削减水分蒸发，抵挡低温钳制，削减紫内线对叶肉细胞的毁伤，其尖锐的构造和一些特化腺毛的排泄物资可以维护动物防止植物取食和病原菌侵袭。表外相在动物分歧器官中的造成和散布遭到严厉精细地调控。如在形式动物拟南芥中，真叶上具备表外相，而子叶上却历来不长表外相。尽管表外相作为研讨细胞分解及命运决议的经典细胞模子，其在真叶及其他有毛器官上的造成机制已有较深化的研讨，但其在无毛器官中若何被无效克制的分子机制仍不分明。

近日，北京年夜学性命迷信学院秦跟基传授课题组在动物学畛域紧张国内期刊Plant Physiology上在线颁发了题为“TCP transcription factors suppress cotyledon trichomes by impeding a cell differentiation-regulating complex”的研讨论文，提醒了拟南芥中TCP转录因子不仅在卵白程度上间接克制节制表外相造成的已知紧张转录调控复合体MYB-bHLH-WD40（由MYB转录因子GL1、bHLH转录因子GL3和WD40卵白TTG1构成，简称MBW）的活性，并且在转录程度上间接联合到表外相造成的克制因子R3 MYB基因的启动子区并激活其表白，来直接克制MBW转录复合体的转录激活活性，从而招致拟南芥的子叶上不长表外相的自然征象。

秦跟基课题组恒久从事动物特有的紧张转录因子家族TCP卵白家族的功效研讨（Plant Cell， 2013； Cell Research， 2015； Plant Cell， 2015； Plant Cell， 2017； PloS Genetics， 2018； iScience， 2019），为进一步降服TCP转录因子的功效冗余性，该课题组通过遗传杂交构建了TCP基因的七重渐变体tcp2/3/4/5/10/13/17，察看发现tcp2/3/4/5/10/13/17的幼苗子叶上长出表外相（图1A-D），标明TCP转录因子在克制子叶表外相造成的进程中起到紧张作用。深化研讨标明TCP4与MBW复合体中的组分GL3间接互相作用，克制了MBW复合体的造成和转录激活活性，进而克制其上游基因GL2的表白和表外相造成（图1E和1F）。TCP4不仅在子叶中表白，还与GL3的表白形式高度重合。在tcp2/3/4/5/10/13/17配景下敲除编码MBW复合体组分的基因GL1、GL3或其上游基因GL2，构建了八重渐变体gl1 tcp2/3/4/5/10/13/17、gl3tcp2/3/4/5/10/13/17或gl2tcp2/3/4/5/10/13/17，察看发现这些八重渐变体的子叶上的表外相均消逝，该阐发成果初次确定了节制真叶表外相造成的旌旗灯号路径在子叶中也存在，只是其活性遭到TCP转录因子的无效克制而不克不及匆匆进子叶上长出表外相。而在曩昔，因为子叶自身没有表外相，仅通过单渐变体gl1、gl2和gl3的阐发乃至不克不及确定MBW转录复合体旌旗灯号通路在子叶中是否存在。另一方面，染色质免疫共积淀试验还证实了TCP转录因子可间接辨认并联合一类表外相的负调控基因ETC1、ETC3、CPC和TCL2的启动子区，匆匆进这些基因的表白，进而直接克制MBW复合体的活性（图1E和1F）。该研讨不仅提醒了拟南芥子叶不长表外相这一自然征象的分子机制，还提醒了MBW转录复合体活性若何遭到TCP转录因子精密调控的机制，对表外相在分歧器官中的特同性散布和表外相细胞命运决议，以及TCP功效的懂得均具备紧张意义。

拟南芥TCP转录因子克制子叶表外相的造成。A. tcp七重渐变体tcp2/3/4/5/10/13/17的子叶上具备表外相。B，C和D. 在七重渐变体中表白TCP4或TCP10 均能互补tcp2/3/4/5/10/13/17子叶上长异位表外相的表型。E. 在朝生型拟南芥的子叶中，TCP一方面可间接与GL3互相作用烦扰MBW转录复合体的造成，另一方面通过间接匆匆进表外相造成的负调控因子R3 MYB 基因的表白直接克制MBW转录复合体的活性，从而克制子叶上长出表外相。F. 在tcp2/3/4/5/10/13/17渐变体中，TCP的缺乏招致MBW的转录激活活性解除克制，从而长出了表外相。(100yiyao.com）