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植物器官形状和大小的控制是一个基本的发育生物学过程,除了受环境的影响外,还受细胞分裂和细胞扩展的影响。到目前为止,对器官形状和大小调控机制的了解还不是很多。因此,理解和揭示控制作物器官以及产量的分子机制具有重要意义。我们实验室以前的研究发现了一个种子和器官大小的调控基因DA1。DA1编码一个潜在的泛素受体。在拟南芥中,DA1通过抑制细胞分裂来限制种子和器官的大小。
本研究通过激活标签的方法在da1-1突变体背景下筛选到一个叶片形状发生改变的半显性突变体(yuan1-1D)。yuan1-1D形成短的叶片和叶柄。Tail-PCR技术得到基因的插入位点,共分离实验证实T-DNA插入位点与这种表型是连锁的关系。细胞学分析显示,叶片和叶柄变短的主要原因是细胞的长向扩展改变导致的。YUAN1编码一个含有PHD锌指结构域的蛋白。GFP融合实验显示YUAN1定位在细胞核内。过表达YUAN1导致叶片和叶柄变短。
为了更好的理解YUAN1基因在控制叶片形状和大小的分子机理,分析了yuan1-1D突变体和其它三个控制叶片形状和大小的突变体(da1-1、rot3和rot4-1D)的遗传关系。遗传学分析显示,YUAN1和DA1、ROT3以及ROT4在控制叶片形状方面作用于不同的途径中。总之,本研究鉴定了一个新的控制叶片极性生长的基因YUAN1,而该基因编码一个含有PHD锌指结构域的蛋白。