日前，從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所獲悉，該所作物功能基因組學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)微絲結(jié)合蛋白Villin2（VLN2）通過調(diào)節(jié)微絲的動態(tài)變化，影響細(xì)胞膨大、生長素極性運(yùn)輸以及水稻的生長發(fā)育。相關(guān)研究成果于2015年10月23日發(fā)表在《植物細(xì)胞（The Plant Cell）》雜志上。

 

    據(jù)悉，微絲是細(xì)胞骨架的一種，它通過動態(tài)變化來調(diào)節(jié)眾多細(xì)胞學(xué)過程。目前的研究表明，微絲參與到細(xì)胞減數(shù)分裂、有絲分裂、囊泡和細(xì)胞器運(yùn)動和細(xì)胞生長。盡管最近的研究表明，微絲可以影響植物形態(tài)發(fā)育，但是其中的機(jī)制尚不清楚。

 

    該團(tuán)隊長期從事水稻功能基因方面的研究。本研究中發(fā)現(xiàn)的突變體幾乎所有組織的形態(tài)都出現(xiàn)改變，比如在幼苗期扭曲生長的根和莖、扭曲的葉片、穗型和皺縮的種子。細(xì)胞學(xué)分析表明，突變體中細(xì)胞變小，但是細(xì)胞數(shù)目沒發(fā)生明顯變化；對突變基因的克隆表明，VLN2（編碼一個肌動蛋白結(jié)合蛋白）功能喪失導(dǎo)致突變表型。該課題組通過體內(nèi)和體外實驗證明了VLN2具有剪切、成束和封蓋微絲的功能。此外，該課題組從vln2突變體對重力響應(yīng)超敏感入手，發(fā)現(xiàn)了突變體根中生長素輸出載體PIN2循環(huán)異常、生長素不對稱分布等表型。這表明VLN2可能通過調(diào)節(jié)微絲影響PIN循環(huán)，繼而影響了生長素極性運(yùn)輸和分布，再影響到細(xì)胞膨大和器官異常。該研究為進(jìn)一步闡明微絲與植物發(fā)育的機(jī)制研究奠定了基礎(chǔ)，對水稻形態(tài)改良提供理論支持。

 

    上述研究由作科所和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳和種質(zhì)創(chuàng)新國家重點實驗室合作完成。后期還計劃與中國科學(xué)院植物研究所開展合作研究。研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家轉(zhuǎn)基因?qū)ｍ?、國?63計劃的資助。吳盛陽博士為論文第一作者，萬建民教授為論文通訊作者。

 

    論文鏈接：http://www.plantcell.org/content/early/2015/10/21/tpc.15.00581.abstract