时间: 2023-12-11 03:51:03 | 作者: 品牌介绍
凯氏带是植物根部的内皮层细胞壁，主要由防水的木质素构成。这一结构经过与内皮层细胞质膜严密锚定在一起，构成调控植物水分和矿物质分散的要害屏障，具有十分十分重要的生物学功用：首要，它阻断了外界水分和矿物质无序分散进入植物体内，使得植物能够对水分和物质的摄入进行选择性操控；其次，凯氏带对内皮层质外体空间的关闭效果阻挠了维管体系中水分和矿质元素向外走漏，保证了维管安排中水分和矿质元素的高效运送，仿照动物上皮中操控肠道通透性的严密连接的功用。但现在凯氏带木质素的聚合和精准堆积的分子机制仍是一个长时间悬而未决的严重科学问题。
此外，木质素作为重要的生物动力物质及固碳物质，其组成机制关系到“双碳”方针的完成。但近二十年以来关于木质素单体的聚合进程一直存在巨大的争辩：一种观念以为木质素的聚合是一个随机自发的进程，不遭到蛋白因子的调控，即随机聚合理论；另一种观念则以为这一聚合进程遭到引导蛋白的精准调控，但这一观念此前一直缺少严厉的遗传学依据支撑。
图1. DPs的内胚层宗族与凯氏带有关：(A)使用拟南芥中判定的25个DPs序列构建的体系发育树，色彩表明不同的DP族；(B)三组DPs内胚层宗族蛋白序列结构域示意图，红域表明信号肽(SP)，每个图上的数字是每个结构域中第一个氨基酸的方位；(C-E)共聚集显微镜图画显现DP宗族成员在根中的定位。上图显现的是I组(C)、II组(D)和III组(E) DP的根横截面，显现了DP宗族成员与CASP1的共定位(CASP1- gfp)；(F)共聚集显微镜图画显现一切DP宗族成员定坐落CS的外表视图。水平白线表明(G)中用于量化像素荧光强度的轨道；(G)图显现归一化像素荧光强度值(归一化荧光强度)沿CS的散布，用作量化DP宗族成员表达水平。
图2. DPs的内胚层宗族是凯氏带木质素化、CASP1在CSD定位和内胚层外质体密封所必需的：(A)内胚层细胞示意图，CS(品红色带)显现光学切片、中位视图和外表视图，用于(B)。(B)共聚集图画显现Col-0植物、esb1-1、双DP突变体esb1dir25、dir9dir24、dir16dir18和六重突变体esb1dir25dir9dir24dir16dir18的内胚层木质化的最大投影、中位视图和外表视图。在第15个细胞开端伸长后，木质素堆积(洋红色)和细胞壁(青色)可见；(C) WT col0和DP突变体植株CS外表木质素掩盖度定量；(D) Col-0和DP突变体根部碘化丙啶分散的定量；(E)共聚集图画显现CASP1-GFP(绿色)在CSD的定位；(F) (E) CASP1-GFP在CSD的富集定量；(G)在Col-0和双DP突变体中，SYP122(绿色)在伸长开端后定坐落第10个内胚层细胞，箭头表明的是质膜和细胞壁之间的黏附区，星号表明彻底别离的质膜。
本文研讨结果提醒了一种解说凯氏带准确木质化的机制，这种机制需求MYB36调理的内胚层DPs功用和Schengen通路之间的协同效果。该研讨阐明晰引导蛋白在植物凯氏带建成和木质素聚合中的要害效果，且以上一切发现均能够推行到DP广泛表达的其他木质化植物安排，为水分和营养高效使用的未来作物分子规划供给了新理论。
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