Cell Rep | 中科院分子植物卓越中心徐麟研究组揭示WOX-ARF复合体调控不同类型根起始的合作机制

种子植物的根系通常包括主根、侧根和不定根三种类型。生长素是调控所有类型根起始的关键植物激素。在拟南芥中，生长素响应因子A型ARF（AUXIN RESPONSE FACTOR，A-ARF）基因与根器官的发生密切相关。拟南芥基因组包含五个A-ARFs编码基因，并可分为三个亚类：ARF6和ARF8（ARF6/8）、ARF7/19和ARF5（又为MONOTEROS，MP）。ARF5主要参与主根的器官发生；ARF7/19是侧根器官发生所必需的；ARF6/8自下胚轴形成不定根所必需的。

IC-WOX（Intermediate-clade WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX）基因通过调控干细胞命运转换与根器官发生密切相关。在拟南芥中，WOX11/12在不定根创始细胞中表达，并通过激活LBD16（LATERAL ORGAN BOUNDARIES DOMAIN 16）调控从不定根创始细胞到根原基的命运转变。WOX8/9在主根创始细胞（即垂体，胚根原）中表达，并调控主根的器官发生。然而，目前尚不清楚单一激素生长素如何响应多种发育和环境信号启动不同类型根系的发生，以及在这一过程中生长素信号通路与IC-WOX基因是如何共同发挥作用的。

近日，Cell Reports在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心徐麟研究组题为“WOX-ARF modules initiate different types of roots”的研究论文，通过研究种子植物拟南芥从离体叶片上形成不定根、主根上形成侧根以及胚形成主根，来解析A-ARFs和IC-WOX在根器官发生中的协同作用。

在离体叶片的不定根创始细胞中，WOX11-ARF6/8复合体激活RGF1 INSENSIVES（RGIs）和LBD16介导不定根原基的起始。在侧根创始细胞中，ARF7/19激活RGIs和LBD16，而无需IC-WOX，调控侧根原基的发生。在主根创始细胞（即胚胎的垂体细胞），WOX9-ARF5复合体通过激活RGIs促使主根的形成。综上表明，生长素信号通过IC-WOXs和A-ARFs不同组合的精确分工调控拟南芥不同类型根的起始。

中科院分子植物科学卓越创新中心徐麟研究员为论文通讯作者，研究组张腾、葛亚超博士为论文共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金（32225007）和中国科学院战略重点研究计划（XDB27030103）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112966

转自：“植物生物学研究”微信公众号

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