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信號交流頻繁的植物根尖細(xì)胞

根是植物長期適應(yīng)陸地生活進(jìn)化出的重要器官，具有固定、吸收、合成和運(yùn)輸?shù)壬砉δ?。在植物根的生長發(fā)育過程中，位于根尖的靜止中心和周圍的干細(xì)胞構(gòu)成的干細(xì)胞微環(huán)境，對維持根尖細(xì)胞分生能力極為重要。靜止中心和周圍的干細(xì)胞緊密相鄰，但卻有完全不同的細(xì)胞命運(yùn)。靜止中心緩慢分裂，但可以長期保持分裂活性；周圍的干細(xì)胞快速分裂，但逐漸喪失分裂活性，分化成不同的細(xì)胞類型。在這個(gè)過程中，細(xì)胞間的信號交流頻繁且對細(xì)胞命運(yùn)有決定性的作用。

植物的根含有不同的細(xì)胞類型，細(xì)胞與細(xì)胞間發(fā)生著廣泛的信號交流，猶如人類的“對話”。這些“對話”對于植物根的正常生長發(fā)育至關(guān)重要。那么，根尖細(xì)胞是如何“對話”的？

據(jù)黎家介紹，隨著對植物生長發(fā)育研究的深入，越來越多的植物激素，尤其是多肽類植物激素被發(fā)現(xiàn)。在植物體內(nèi)，激素微量但作用強(qiáng)大，對植物的生長發(fā)育至關(guān)重要。例如，一類叫作“根分生組織生長因子”的多肽類激素對植物根尖干細(xì)胞的維持發(fā)揮極其重要的作用。

受體蛋白：細(xì)胞“對話”的關(guān)鍵因素

作為細(xì)胞間“交流”、“對話”的信號，從一個(gè)細(xì)胞分泌的“根分生組織生長因子”如何被另一個(gè)細(xì)胞識別？這就需要有接收該信號的“天線”，這個(gè)接收信號的“天線”就是另一個(gè)細(xì)胞表面的特異受體蛋白。

研究發(fā)現(xiàn)，一組含有5個(gè)同源成員的受體蛋白均參與了“根分生組織生長因子”的識別和感知過程。研究人員還通過反向遺傳學(xué)方法，在一棵植物里逐一敲除這些基因。隨著敲除基因數(shù)量的增多，植物的根逐漸變短。當(dāng)5個(gè)基因都被敲除時(shí)，植物的根變得非常短小，對于干旱的適應(yīng)性也變得非常差。同時(shí)，突變體對于外加人工合成的“根分生組織生長因子”也完全不敏感。這一成果日前發(fā)表于《細(xì)胞研究》雜志。

原文標(biāo)題：蘭州大學(xué)發(fā)現(xiàn)植物根尖細(xì)胞如何“對話”

原文作者：劉曉倩