近日，華中農(nóng)業(yè)大學園藝植物生物學教育部重點實驗室番茄團隊在Journal of Experimental Botany上發(fā)表題為“The HD-Zip IV transcription factor SlHDZIV8 controls multicellular trichome morphology by regulating the expression of Hairless-2”的研究論文，該研究鑒定了番茄表皮毛畸形基因Hairless-2 （Hl-2），揭示了該基因控制番茄多細胞表皮毛形態(tài)形成的分子機理，為多細胞表皮毛形態(tài)的研究提供了新的視角。
表皮毛是由植物表皮細胞分化形成的一種毛狀結(jié)構(gòu)，廣泛存在于各種植物器官的表面，是研究細胞分化和形態(tài)發(fā)生的經(jīng)典模式，在擬南芥中得到了廣泛研究；番茄中調(diào)控表皮毛形成的分子機制尚不清楚。
本研究采用連鎖分析和圖位克隆的方法分離鑒定了調(diào)控表皮毛類型的關(guān)鍵基因Hl-2，并研究了其功能。hl-2突變體葉片和莖桿表皮毛畸形，莖桿脆性增強。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒炞C實該基因功能缺失導致表皮毛形態(tài)發(fā)生改變。酵母雙雜交和免疫共沉淀實驗表明Hl-2和Hl （SRA1）能夠直接互作，在番茄表皮毛形成過程中共同發(fā)揮作用。此外，HD-Zip IV轉(zhuǎn)錄因子HDZIPIV8基因下調(diào)產(chǎn)生了類似hl-2突變體的畸形表皮毛。研究表明HDZIPIV8基因通過結(jié)合Hl-2啟動子區(qū)域的順式作用元件L1-box調(diào)控Hl-2的表達，并參與肌動蛋白絲的組織排列。
研究發(fā)現(xiàn)，hl-2突變體莖桿的脆性是由于纖維素含量降低所致。這些發(fā)現(xiàn)表明Hl-2基因在控制番茄多細胞表皮毛形態(tài)形成和莖的力學特性方面發(fā)揮著重要作用。
華中農(nóng)業(yè)大學園藝林學學院博士后解慶敏為論文第一作者，葉志彪教授和楊長憲副教授為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)體系等項目資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1093/jxb/eraa428
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