研究藻类生长素信号传导机制的复杂性
植物激素是调节植物生长及其对环境反应的化学信使。在陆地植物中，生长素是一种重要且经过充分研究的植物激素，它影响植物发育的各个方面。然而，调节陆地植物生长素信号机制的主要细胞受体——转运抑制剂反应 1/生长素信号 F-盒 (TIR1/AFB)——在藻类中不存在。过去的研究表明，TIR1/AFB 独立的生长素信号传导机制可能参与调节藻类的基因表达和生长。然而，人们对生长素信号通路的潜在机制及其在藻类中的用途知之甚少。
为了解决这一知识差距，日本东京工业大学生命科学与技术学院的一组科学家对一种名为 Klebsormidium nitens的藻类进行了研究。他们选择这个物种有两个主要原因。先前的研究表明，它会产生吲哚-3-乙酸(IAA)，这是一种常见于陆地植物中的生长素。此外，外部施用生长素可阻止K. nitens 的细胞增殖，这表明该物种可能具有原始的生长素信号传导机制。该研究由助理教授 Koichi Hori 领导，并于 2023 年 6 月 15 日发表在《科学报告》杂志上。
为此，研究小组对K. nitens进行了一系列实验，包括基因表达谱、RNA 序列分析和 DNA 结合测定。此外，他们还将可能与来自K. nitens的 IAA 信号传导相关的各种转录因子的基因引入本塞姆氏烟草，这是一种经过充分研究的植物科学模式生物，在科学文献中具有成熟的分析工具。
实验表明，RY 基序在K. nitens 的生长素诱导基因的启动子序列中富集。他们还鉴定了一些对 IAA 的存在做出反应的顺式调控元件和转录因子。最重要的是，他们发现 KnRAV(一种转录因子)是K. nitens生长素信号传导机制中的关键角色。“结果表明，KnRAV 激活了多个生长素诱导基因，并直接结合代表性生长素诱导基因KnLBD1的启动子。因此，KnRAV 可能具有调节K. nitens中生长素响应基因表达的潜力，”Hori 博士解释说，”Hori 博士解释道。
总体而言，研究人员通过在海藻中进行的大量实验阐明了藻类中生长素信号传导的复杂性。在解释这些发现的潜在长期重要意义时，Hori 博士说道：“这些结果为K. nitens 中 IAA 诱导基因表达的调节提供了新的见解。此外，目前的发现不仅增强了对这种藻类中生长素信号传导的理解，而且还为辨别许多其他光合生物中生长素信号传导机制的进化提供了线索。”
我们只希望进一步的研究能够帮助阐明生长素在光合生物中的作用!
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