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植物细胞壁发育首次在空间和时间上显现

科学家已经绘制了植物细胞壁在空间和时间上的组成变化图,为所有植物的发育和生长提供了新的见解。这项工作是精准育种的第一步,旨在提高木材和生物燃料等植物性产品的性质。该研究由国际研究团队使用模型实验室植物Arabidposis进行,今天发表在Current Biology期刊上。

植物细胞壁发育首次在空间和时间上显现

的细胞壁是植物细胞的定义特征,提供诸如强度和植物组织的机械支撑基本功能。细胞壁还与细胞功能相关,包括使植物生长并感知和响应发育线索和环境应激,例如病原体入侵。植物细胞壁也是植物生物质的主要成分,是我们唯一可再生的生物能源,并被人类作为食物的一种成分 - 膳食纤维消费。

“尽管它们对社会很重要,但我们目前对植物发育过程中这些墙壁的建造和精炼知之甚少”,该研究的共同作者,位于生物科学学院的ARC植物细胞壁卓越中心的Monika Doblin博士说。墨尔本大学。“我们使用三种复杂的技术来生成茎尖分生组织(SAM)中植物细胞壁发育的时空图,这种结构在植物中产生了所有地上组织,”Doblin博士补充道。

这个区域富含植物干细胞,这是一个细胞库,其他细胞从这些细胞中衍生出来,形成植物的器官,如叶子和花朵。

研究小组发现,在茎尖中细胞壁合成酶的高度局部化和协调的表达表明干细胞具有特定的壁组成,并且在新形成的壁和它们的成熟后代之间发生特定的差异。“我们证明了与编码纤维素相关酶基因的一个子集,纤维素是一种关键的纤维组成壁,对于正常生长和维持芽尖分生组织中的细胞数至关重要,”Doblin博士说。“这些研究结果指出了墙壁在植物发育途径中的关键作用,以及植物选择性育种指南,以改善植物性产品的原料成分。”

该研究还包括剑桥大学,曼谷玛希隆大学,法国Jean-Pierre Bourgin研究所和加州理工学院的研究人员。

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