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Science Advance:PIN基因家族的功能创新标志着有花植物起源的演化转变

已有 1999 次阅读 2020-12-18 08:47 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

Functional innovations of PIN auxin transporters mark crucial evolutionary transitions during rise of flowering plants

第一作者Yuzhou Zhang

第一单位奥地利科学技术研究所

通讯作者Jiří Friml


 Abstract 


背景回顾Flowering plants display the highest diversity among plant species and have notably shaped terrestrial landscapes.


提出问题:Nonetheless, the evolutionary origin of their unprecedented morphological complexity remains largely an enigma.


主要发现:Here, we show that the coevolution of cis-regulatory and coding regions of PIN-FORMED (PIN) auxin transporters confined their expression to certain cell types and directed their subcellular localization to particular cell sides, which together enabled dynamic auxin gradients across tissues critical to the complex architecture of flowering plants.


试验:Extensive intraspecies and interspecies genetic complementation experiments with PINs from green alga up to flowering plant lineages showed that PIN genes underwent three subsequent, critical evolutionary innovations and thus acquired a triple function to regulate the development of three essential components of the flowering plant Arabidopsis: shoot/root, inflorescence, and floral organ.


结论:Our work highlights the critical role of functional innovations within the PIN gene family as essential prerequisites for the origin of flowering plants.


 摘  要 


所有的植物物种中,有花植物具有最高的多样性,并且极大的塑造了陆地景观。然而,它们空前的形态复杂性的演化起源在很大程度上仍然还是未知。本文中,作者发现生长素转运PIN蛋白顺式调控和编码区的共演化将其限定在特定的细胞表达,并且指导其细胞亚定位于特定的细胞侧,从而调控组织间的动态生长素梯度,这对于有花植物的复杂结构是至关重要的。作者利用从绿藻到有花植物各个植物支系的PINs基因,进行了广泛的种内和种间遗传互补试验,结果发现PINs基因经历了三次接连的关键演化创新,从而获得了三重功能以调控拟南芥根/茎、花序以及花器官等关键植物器官的发育。本文的研究揭示了PIN基因家族功能创新的重要作用,可能是有花植物起源的先决条件。


 通讯作者 

**Jiří Friml**


个人简介:

1995年,马萨里克大学,化学学士;

1997年,马萨里克大学,生物化学学士;

2000年,科隆大学,生物学博士;

2002年,马萨里克大学,生物化学博士。


研究方向:

1. 林生长素的极性运输;

2. 细胞极性;

3. 细胞内吞与再循环;

4. 信号转导的非转录机制。


doi: https://doi.org/10.1126/sciadv.abc8895


Journal: Science Advance

First Published: Dec 11, 2020


p.s. 往期Jiří Friml通讯研究链接:



https://m.sciencenet.cn/blog-3158122-1263004.html

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