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WIWAM高通量表型平台-F-Box蛋白FBX92对拟南芥叶片大小的影响

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F-box 蛋白是最大的调节蛋白家族之一,在蛋白质降解中起重要作用。在植物中,F 蛋白在功能上非常多样化,只有一小部分被详细表征。本文鉴定了一种新型 F-box 蛋白 FBX92 作为拟南芥叶片生长的抑制剂。


IP属地:吉林1楼2023-08-23 15:56回复
    AtFBX92 的过度表达导致植物的叶子比野生型小,而AtFBX92水平降低的植物则通过刺激细胞增殖而增加叶片生长。详细的细胞分析表明,AtFBX92 特别影响早期叶片发育过程中的细胞分裂速率。


    IP属地:吉林2楼2023-08-23 15:56
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      2026-01-07 15:34:32
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      AtFBX92水平降低的植物中几个细胞周期基因表达水平的增加支持了这一点。而玉米同源基因 ZmFBX92 在玉米中的过表达对植物生长没有影响,而拟南芥中的异位表达增加了叶子的生长。


      IP属地:吉林3楼2023-08-23 15:57
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        截断形式的 AtFBX92 的表达表明,ZmFBX92和AtFBX92在拟南芥中功能增益的对比效应是由于ZmFBX92基因中缺少F-box相关结构域。我们的工作揭示了复杂网络中的另一个参与者,它决定了叶子的大小并为识别假定的底物奠定了基础。


        IP属地:吉林4楼2023-08-23 15:57
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          ZmFBX92OE和WT植物的表型分析显示,转基因植物的叶面积显著较大,其他表型正常(图1)。在标准和轻度渗透胁迫条件下体外生长的WT和ZmFBX92OE植株的预计花环面积(PRA)在分层后6天至21天(DAS)确定(图1A)。


          IP属地:吉林5楼2023-08-23 15:57
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            平均而言,胁迫在21 DAS 时使花环面积减少了约 60%。在两种条件下,ZmFBX92OE 植物与WT相比具有显著增加的花环面积(图1A)。ZmFBX92OE 对拟南芥叶片大小的积极影响通过确定22 DAS时的单个叶面积得到证实(图1B、C)。ZmFBX92OE 植物的成熟叶和幼叶都较大。


            IP属地:吉林6楼2023-08-23 15:58
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              为了检查细胞增殖和/或细胞扩增的差异在多大程度上导致叶片尺寸增加,在WT和ZmFBX92OE叶片中比较了背面表皮细胞的数量和尺寸。ZmFBX92OE 植物中完全成熟(22DAS)的第三片叶子由于细胞数量的高度增加(约70%)而增大了约30%,这部分被细胞大小减少约20%(图1D)所补偿。因此,ZmFBX92 在拟南芥中的异位表达导致叶片变大,主要是由于细胞数量增加。


              IP属地:吉林7楼2023-08-23 15:58
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                与异位表达ZmFBX92的植物所观察到的相反,与WT植物相比,AtFBX92OE 植物的花环面积减少(图 2A)。这种减少在轻度渗透胁迫下相当。在AtFBX92OE植物中没有观察到其他明显的表型。从6个DAS开始,在发育的早期就已经可以看到减小的花环大小(图 2A)。


                IP属地:吉林8楼2023-08-23 15:58
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                  2026-01-07 15:28:32
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                  AtFBX92过表达对叶生长的负面影响通过测定体外生长的 22 天龄植物的单个叶面积得到证实。与WT相比,AtFBX92OE7植物的成熟叶面积显著较小,而对于AtFBX92OE2 植物,所有叶子都显著较小,包括幼叶(图2B、C)。


                  IP属地:吉林9楼2023-08-23 15:58
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                    为了探索叶片尺寸减小的细胞基础,在细胞水平上分析了体外生长的 AtFBX92OE 和WT植物的叶片发育。与ZmFBX92OE的情况类似,第三片叶子背面表皮的细胞数量和细胞大小在21 DAS时确定,此时这片叶子完全成熟(图2D)。AtFBX92OE2和AtFBX92OE7的成熟第三叶分别比WT小45%和16%,这是由于细胞数量大幅减少,部分补偿通过增加的单元尺寸。


                    IP属地:吉林10楼2023-08-23 16:02
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                      图1.(左图)ZmFBX92表达对拟南芥花环和叶片生长的影响以及叶片大小差异的细胞基础


                      IP属地:吉林11楼2023-08-23 16:02
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                        图2.(右图)在标准体外条件下AtFBX92异位表达对花环和叶片生长的影响以及叶片大小差异的细胞基础


                        IP属地:吉林12楼2023-08-23 16:02
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                          图3.(左图)体外标准条件下AtFBX92 下调对花环和叶片生长的影响以及叶片大小差异的细胞基础
                          图4.(右图)体外标准条件下AtFBX92del 表达对花环和叶片生长的影响以及叶片大小差异的细胞基础


                          IP属地:吉林13楼2023-08-23 16:03
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                            与过度表达AtFBX92的植物平行,通过使用以下工具设计靶向AtFBX92的人microRNA(amiRNA),产生表达水平降低的转基因植物。对三个表达水平降低的纯合、独立、单基因座系的叶片表型进行了分析,由于它们非常相似,因此仅给出了amiFBX92-4(以下称为amiFBX92)的结果(图3。从DAS的第5天到第21天测定PRA,并显示amiFBX92中的PRA比分析第一天起的WT更大(图3A)。


                            IP属地:吉林14楼2023-08-23 16:14
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                              2026-01-07 15:22:32
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                              在轻度渗透胁迫下,PRA的增加具有可比性。接下来,在21 DAS测定单个叶面积。除amiFBX92的叶片3外,所有叶片均显著大于WT的叶片(图3B,C)。21 DAS时完全成熟的第一对叶的细胞分析表明,叶面积的(24%)是由于细胞数量增加(47%),部分由细胞大小减小(16%)补偿(图3D)。综上所述,我们的数据表明改变AtFBX92表达水平以相反的方式影响叶片大小,这主要是细胞数量差异的结果。


                              IP属地:吉林15楼2023-08-23 16:14
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