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在植物的根尖,细胞分裂和分化受到严格控制。生长素(auxin)和根尖顶端细胞的命运决定及分化密切相关。在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中,miR160通过转录本特异剪切控制ARF10,ARF16和ARF17这三个生长素应答因子的表达.生长素和microRNA160(miR160)共同参与了ARF10和16在根中表达的空间调节,决定根冠淀粉粒细胞发育。过量表达miR160c的转基因植物355::miR160c转基因植物和arf10-3arf16-2双突变体中,ARF10和16蛋白的缺失或减少使得根冠细胞分化受阻,分裂失控,形成类似于肿瘤的结构,并导致根尖干细胞群的异位扩大.据此推测,miR160通过ARF16类转录因子控制生长素初始应答基因的本底表达,调节细胞的分裂和分化。 以35S::miR160c为背景筛选突变体得到cffl,该基因突变可以回复35S::miR160c对生长素极性运输抑制剂NPA的敏感性,生长素初始应答基因的本底表达有所恢复,一定程度上增强了内源生长素信号途径,推测CFF1位于ARF10和ARF16下游,负调控生长素信号传导途径。另外,通过表达谱芯片的分析找到受ARF10和ARF16调控的GH3类家族成员GH3.4,ARF10和ARF16调控GH3.4启动子在根冠处的活性。 microRNA和激素在植物发育的各个进程中都发挥重要作用,除了控制植物根冠发育,它们还协同调控拟南芥表皮毛(trichome)的发育。 拟南芥表皮毛的分布建成在时间和空间上受严格调控。莲座叶远轴面开始出现表皮毛可以看作植物从幼年期向成年期的转换,一旦叶片远轴面有表皮毛出现,标志植物进入成年期,准备由营养生长转向生殖生长。抽苔进入生殖生长期后,拟南芥茎杆上的表皮毛数量随茎节生长逐步下降,除萼片有少量不分叉表皮毛外,花序其他器官均无表皮毛的产生。除了这种内源的时空转换信号促进植物表皮毛发育外,外源的激素处理也可以诱导茎杆及花序表皮毛的产生。 内源miR156-靶基因SPL(SQUMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN LIKE)途径精细调控植物开花时间。miR156从幼年期到成年期表达逐渐下降,其靶基因SPLs在抽苔过程中从茎杆基部到顶部积累逐渐增多。TRICHOMELESS1(TCL1)和TRIPTYCHON(TRY)属于MYB转录因子家族,负调控表皮毛发育,且TCL1和TRY在茎杆中表达特征与SPL相似。结合植物茎杆表皮毛分布模式以及Pro35S::miR156f(过量表达nfiR156f,降低其靶基因SPLs表达)和Pr035S::MIM156(过量表达能结合成熟miR156的片段,达到提高miR156靶基因SPLs的目的)的表型,发现SPLs通过正调控表皮毛抑制因子TCL1和TRY决定茎杆及花序组织表皮毛发育。以ProSPL9::rSPL9-GFP为材料,用GFP抗体沉淀SPL9蛋白进行ChIP实验,结果证明SPL9与TCL1,TRY启动子直接结合。miR156及其靶基因SPLs在调控时相转换的同时,决定茎杆及花序表皮毛分布发育模式。 细胞分裂素和赤霉素可以通过C2H2类转录因子诱导茎杆及花序上的异位表皮毛,该家族成员GIS,GIS2,ZFP8通过促进GL1表达实现这一过程。分子和遗传学证据都表明,无论外源诱导的或是本底GIS类基因表达水平的变化,都不足以引起SPL9,TCL1和TRY的转录活性发生改变。同时,Pro35S::MIR156f gis植物在GIS缺失的情况下,花柄及花序轴依然出现异位表皮毛,Pro35S::MIM156gis茎杆上的表皮毛进一步减少,结果说明SPLs调控茎杆表皮毛的发育不依赖于GISs。分子证据表明,TCL1和TRY的表达水平依然与SPL9的变化一致,SPLs对TCL1和TRY的转录调控不依赖于GIS类基因表达。另外,激素处理Pro355::MIM156与Pro355::MIR156f后结果表明,GIS,GIS2,ZFP8依然能够响应细胞分裂素和赤霉素,实现对GL1的上调,该家族基因控制茎杆表皮毛发育不依赖于SPL9,TCL1和TRY。 结果表明,拟南芥茎杆表皮毛发育受miR156-SPLs-TCL1/TRY途径调控,在决定表皮毛的器官特异性方面起主导作用。GIS/GIS2/ZFP8-GL1可以响应激素信号微调表皮毛发育,与miR156-SPLs-TCL1/TRY相较居于次要地位。两条途径相互独立,帮助植物响应生长信号和激素信号共同调控表皮毛发育。