促進植物根系生長的因子是什么

大家都知道，植物需要通過根系從土壤中吸取礦物質(zhì)和水分。而根系的形成需要細(xì)胞通過延長的方式發(fā)生擴增，因此需要鈣離子。但還沒有發(fā)現(xiàn)是什么因子調(diào)控鈣離子的內(nèi)流發(fā)生。Liam Dolan's group，發(fā)現(xiàn)在延長中的根系細(xì)胞中NAPDH氧化酶促進的ROS（reactive oxygen species）產(chǎn)生激活了鈣離子通道的開放。 

促進植物根系生長的因子是什么

因為擬南芥菜的rhd2突變體的根系和根毛都非常短小，而且鈣離子攝入缺陷，研究者決定克隆rhd2基因。他們發(fā)現(xiàn)，這個基因是At5g51060，以前被認(rèn)為是擬南芥菜呼吸爆發(fā)氧化酶同源基因C-Arabidopsis thaliana respiratory burst oxidase homolog C (AtrbohC)。因此AtrbohC蛋白和其他的Atrboh家族蛋白都與哺乳動物中催化ROS產(chǎn)生的NAPDH氧化酶的gp91phox亞基有同源性。 

那么，RHD2/AtrbohC與根系生長之間的關(guān)系是什么呢？研究者發(fā)現(xiàn)在rhd2突變體根系中的ROS產(chǎn)生減少了50%。通常情況下，ROS在根系發(fā)生延長的過程中的產(chǎn)生是增加的。在野生型植株的根系中抑制NAPDH氧化酶的活性可抑制ROS的積累，根毛的延長，因此與rhd2突變體的表型是一致的。 

研究者反過來將活性ROS（reactive oxygen species）加入到rhd2突變植株中增加了根毛的生長。研究者還發(fā)現(xiàn)了在這些植株的根系中同時發(fā)生了鈣離子的攝入增加。他們確實發(fā)現(xiàn)活性ROS可以促進根毛細(xì)胞膜表面內(nèi)向整流的鈣離子通道開放。 

研究者這個新的發(fā)現(xiàn)提出了有趣的問題，為植物根系生長發(fā)育的研究開辟了新的道路。

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