植物激素对器官形态建成至关重要,而细胞壁的形成过程最终在生长速率(细胞数量)与生长方向(细胞大小与形态)上对植物器官的形态建成产生重大影响。大量的研究表明细胞壁的生物合成直接或间接受植物激素的调控,作为最下游的细胞壁合成过程如何与上游的激素信号应答、并调控植物的生长发育,一直是个未解之谜。我们以一水稻短根突变体nd1为材料,采用图位克隆方法克隆控制该性状的基因并通过功能互补试验验证其功能。研究发现该基因编码纤维素合酶相似D4(CSLD4)蛋白,它定位在高尔基体中,是一个直接参与细胞壁形成的关键基因。茎秆和根尖的细胞壁化学成分分析揭示了它可能的生化功能。而深入的功能研究表明,该基因在细胞分裂旺盛的组织中表达。基因的突变影响了一系列参与有丝分裂重要标记基因的表达。因此它通过影响细胞分裂而导致细胞数量减少,从而造成短根、矮生的表型;同时突变体表现出对赤霉素、乙烯等激素不同的响应。因此为研究细胞壁形成过程与激素互作、调控植物器官的形成提供了一个良好切入点。
英文主题词OsCSLD4, cell-wall biosynthesis, root growth, plant hormones, rice