林德书研究组在花瓣生长发育的分子调控机制研究中取得新进展

花瓣是植物生殖器官的重要组成部分，在虫媒授粉植物中，它是传粉昆虫与植物器官接触的主要部位。此外，自然界中多姿多彩的花瓣具有极大的观赏价值。因此，研究花瓣生长与器官形态具有重要的科学意义。然而，花瓣生长发育与器官形态建成的信号调控机制还不太清楚。近日，海峡联合研究院林学中心林德书研究组在国际期刊《PlantPhysiology》上发表题为“SPIKE1activates ROP GTPase to modulate petal anisotropic growth in Arabidopsis”的研究论文，本文以模式植物拟南芥为研究材料，揭示了调控花瓣生长与形态建成的信号通路。

通过遗传学和细胞生物学实验发现，SPIKE1功能缺失突变体spk1-4造成拟南芥花瓣增加各向异性生长，导致比野生型更细长的花瓣形态。这种花瓣生长缺陷的表型是由花瓣细胞形态改变导致的。此外，小G蛋白的多突变体rop2 rop6 ROP4 RNAi具有与spk1-4类似的表型。进一步的生化实验与细胞生物学实验表明，SPIKE1通过激活小G蛋白ROP调控细胞的周质微管骨架组织，来调节花瓣表皮细胞的生长以及花瓣生长和形态建成。该研究首次报道了小G蛋白信号在花瓣器官中的生物学功能。林德书老师为论文的通讯作者，该研究的实验主要由共同第一作者任慧波、党谢完成。博士生杨燕秋等参与了该论文的部分研究工作。该研究得到国家自然科学基金等项目的资助。

图 SPIKE1激活ROP调控花瓣生长与器官形态的机制

文章链接：http://www.plantphysiol.org/content/early/2016/07/20/pp.16.00788.full.pdf+html