拍客作品上传 APP

下载川观新闻客户端(苹果、安卓)

下载川观新闻客户端(鸿蒙)

建议使用浏览器扫码下载

微信

关注四川日报公众号

举报
中央网信办违法和不良信息举报中心 四川省互联网不良与违法信息举报中心
川观新闻 政声 热评 思想 问政 四川 天下 鸽子花 川观号
更多
<
文化 智库 生活 视觉 拍客 体育 旅游 双城记 专题 和美 巩固脱贫成果 制造强省 绵阳科技城 天府新青年 成都新区 成都治理 四川林草 德阳政企通 廉洁四川 四川交通 四川商务 巾帼四川 成都 自贡 攀枝花 泸州 德阳 绵阳 广元 遂宁 内江 乐山 南充 宜宾 广安 达州 巴中 雅安 眉山 资阳 阿坝 甘孜 凉山
>
>

扫码查看

Nature Communications | 南京农业大学团队揭示水稻根系向地性生长的新机制

植物科学最前沿 2025-04-22 18:08 发表于四川

植物科学最前沿

2025-04-22 18:08

全文播报

发表于四川
该页面为预览地址,请勿公开转发。

近日,南京农业大学赵方杰教授团队在Nature Communications发表了题为“Mechanosensing antagonizes ethylene signaling to promote root gravitropism in rice”的研究论文,揭示了根冠机械力感应拮抗乙烯信号以保障水稻根系向地性生长的机制。

团队通过正向遗传筛选,从EMS诱变的水稻突变体库中分离到一个在水培条件下根系卷曲生长的突变体。该突变体根冠变小、生长素外排蛋白OsPIN2的极性定位紊乱、感应重力能力下降(图1a-e)。而当生长在水稻土或琼脂等有一定机械阻力的介质中时,该突变体的所有缺陷表型得以挽救并显示正常的向地性生长。因此,将该突变体命名为水中卷曲根1(coiling root in water 1/crw1)。

图1水培和土培中crw1突变体根系生长表型及机制分析

a-d.crw1突变体在水培和土培条件中的(a)根系表型、(b)根冠、(c)OsPIN2蛋白极性定位和(d)根尖生长素分布;(e)异常的向地性机制导致crw1在营养液中根系持续卷曲生长;f-g.增强的乙烯激活信号通过ROS导致crw1根系在水培中卷曲生长;(f)OsEIL1蛋白在crw1根中积累;(g)crw1根尖ROS增强;h-i. crw1在0.4%和0.8%琼脂中(±钙信号抑制剂LaCl3)生长时的(h)根冠钙信号和(i)根系表型。

采用全基因组重测序、Mut-Mapping、遗传回补、敲除验证等试验表明,COILING ROOT IN WATER 1/OsCRW1(Os06g0605900)是导致crw1表型的因果基因。OsCRW1编码一个含有F-box结构域的蛋白,是拟南芥中的乙烯信号抑制因子AtEBF1(EIN3-binding F-box protein 1)的同源蛋白(OsEBF1)。OsCRW1在水稻根尖表达较强,其蛋白定位于细胞核。在水培条件下生长时,OsCRW1的功能丧失导致乙烯信号激活因子OsEIL1和OsEIL2蛋白在根中积累,过量的OsEIL1/2蛋白直接结合乙烯响应转录因子OsERF82的启动子并增强其表达。进一步发现,放大的OsEIL1/2-OsERF82的乙烯激活信号模块通过转录调控上调一系列活性氧产生相关基因的表达,导致根尖ROS的过量产生(图1f-g)。一方面,过量的ROS通过程序性细胞死亡加速根冠细胞脱落,从而损坏根冠结构,导致更少的淀粉质体和更弱的重力响应;另一方面,过量的ROS通过抑制囊泡运输以阻碍OsPIN2在根尖分生区的极性定位,从而扰乱根尖生长素运输,引发非对称的生长素分布和细胞伸长,最终引起根系卷曲生长(图1)。

采用胞质钙信号报告基因NES-YC3.6的成像实验表明,根冠受到机械阻力时可激活胞质钙信号的产生,并抑制了crw1突变体根中OsEIL1和OsEIL2的积累,抑制了乙烯信号的放大,从而挽救了下游的所有突变表型,突变体根系恢复正常的向地性生长(图1h-i),说明根冠机械力感应通过钙信号可拮抗过度放大的乙烯信号,确保根系的向地性。

此外,该研究还针对230份自然变异水稻品种进行根系表型分析,发现一部分自然品种也存在水培条件下根系卷曲生长的表型,且该表型与OsCRW1介导的乙烯信号激活相关,并受机械力感应的拮抗调节。

图2根冠机械力感应拮抗乙烯信号以保障水稻根系向地性生长的机制模型

综上所述,本研究揭示了OsCRW1(OsEBF1)和根冠机械力感应通过抑制OsEIL1/OsEIL2-OsERF82-ROS信号模块对维持根冠结构稳定和根尖生长素分布起重要作用,OsCRW1和机械力-钙信号提供了限制乙烯激活信号放大的双重保险,确保水稻根系的向地性生长(图2)。

赵方杰教授团队已毕业博士生王汉卿(现加州大学伯克利分校博士后)为该论文第一作者,赵方杰教授为通讯作者。加州大学伯克利分校栾升教授、江苏省农科院张云辉研究员、南京农业大学章文华教授、汪鹏教授、黄新元教授、唐仲副教授、博士生赵星宇参与了这项研究。该研究得到了国家自然科学基金委项目的资助。

原文链接:

https://doi.org/10.1038/s41467-025-59047-z

植物科学最前沿,专注于植物科学前沿进展、资讯、招聘信息的发布及方法软件共享等。投稿及招聘请后台回复“投稿”,均为无偿;商务合作请联系微信ID:zwkxqy ;

【未经授权,严禁转载!联系电话028-86968276】

投票

打开川观新闻,阅读全文

未经授权,严禁转载!

如需转载,请私信小编,或致电:028-86968693 028-86968276

转载须在正文开头显著位置注明稿件来源及作者,违者必究

川观新闻官方网址:https://cbgc.scol.com.cn

扫描或长按关注川观新闻微信号(微信号:cbgc2014)

川观新闻二维码

精彩评论 0

查看更多评论
我要评论

去APP中热议吧

去APP查看

去APP查看全文

相关新闻
  • 我县14.3万亩水稻开镰 机械化梯次收割确保颗粒归仓

  • 阴雨高温轮番考验,宜宾水稻高产攻关田为何还能稳住产量?

  • 国家级平台落地崇州,近300名专家成都“问诊把脉”长江上游水稻

热新闻
天 周 月
1
8月23日题库已更新,欢迎来战!
2
国铁集团进一步回应“旅客买票占座放零食”:车票处置权属于购票人而非同行人,旅客有特殊需求可购买多于实际乘车人数的车票

01:31

3
家门口就能听现场 成都二仙桥这场音乐会你来不来?
4
“三伏天”明天结束,四川未来三天开启“雨雨雨”模式
5
中国足协:没有证据表明韩国足协对中国足协相关人士提供过“不当招待”行为
6
票房超115亿!2026暑期档临近收官热度不减
7
嫦娥七号任务不满足发射条件 不能在今年预定窗口实施
8
三部门指导调查“甲醛白菜”事件:依法从严从快处置,对涉事白菜流向进行追查,严防问题产品流入市场

30:01

9
《新闻联播》回放(2026·8·23)
10
女主播被打赏2500万后,3名打赏男子举报她隐婚诈骗,女子家属最新回应:多次退款、道歉被拒绝,打赏者已婚,曾以报案胁迫
1
风吹稻田遍地金黄,打卡彭山初秋的模样丨川观号加新时刻 08.21
2
奔赴四川惬意时光,瓦屋山夜爬、哑巴兔美味、松州古韵等你来 丨川观号聚焦时刻(08.13-08.20)
3
8月23日题库已更新,欢迎来战!

01:41

4
成都武侯祠上新 打卡“蜀都赋”特展读懂千年益州
5
回顾“秋天的第一杯奶茶”:书亦烧仙草靠啥与年轻人“玩到一起”
6
朱镕基同志生平
7
朱镕基同志生平照片
8
回归城市核心区!IFS天熙全新亮相,春熙路稀缺大平层正式入市
9
9.8万元起!成都造情感交互人形机器人“爱湫”正式发售
10
投行精英、海归、退伍军人……这群“农二代”把父辈生意跑出了新赛道
1
风吹稻田遍地金黄,打卡彭山初秋的模样丨川观号加新时刻 08.21
2
奔赴四川惬意时光,瓦屋山夜爬、哑巴兔美味、松州古韵等你来 丨川观号聚焦时刻(08.13-08.20)
3
8月23日题库已更新,欢迎来战!
4
吃出健康好身材第10课:钢铁侠 | 运动健身课程

01:44

5
这个展览里,藏着四川文化数字化哪些“密码”?丨关注2026年APEC数字周系列活动

04:47

6
鹰从山中来——大凉山彝族少年 从放牛山岗“飞”向万里蓝天

01:40

7
张若昀、白客携《年会不能停!2》主创与影迷面对面 爆笑拆解职场百态
8
中共中央 全国人大常委会 国务院 全国政协讣告 朱镕基同志逝世

01:59

9
小小展场里,文莱部长来“点单”丨关注2026年APEC数字周系列活动

01:54

10
应对发动机失灵、航母着舰 成都上演青少年模拟飞行硬核对决

精彩评论

小观推荐

0

关注我们

关于我们 | 广告业务 | 联系我们
四川日报社版权所有  未经书面授权 不得复制或建立镜像
Copyright ©2011-2019 SICHUAN DAILY All rights reserved.
四川日报报业集团 四川日报网  蜀ICP备12028253号-2  
互联网新闻信息服务许可证:51120170001
川观新闻跟帖评论自律管理承诺书

温馨提示

打开川观新闻客户端听全文

关闭

打开

温馨提示

是否在川观新闻客户端中打开这篇文章

取消

打开

温馨提示

还想查看更多评论请在客户端中查看

取消

打开