北京大学Plant cell解析植物发育调控机理

　　

生物通报道  近日来自北京大学、国家植物基因研究中心的研究人员在拟南芥中发现了一种新的转录遏制子TIE1，并证实TIE1通过将TCP转录因子与TOPLESS/TOPLESS-RELATED辅阻遏物连接到一起，调控了叶发育。相关论文发表在植物学权威期刊The Plant Cell杂志上。

领导这一研究的是北京大学生命科学学院的秦跟基（Genji Qin）副教授。其近十年来，主要以模式植物拟南芥为材料研究植物叶片及其他器官发育的分子机理。在国内外重要学术刊物如the Plant Cell, PNAS等刊物上发表研究论文多篇。2009年入选获教育部“新世纪优秀人才支持计划”。

叶是植物进行光合作用的主要器官，对于植物的生命活动起着重要的作用。在漫长的进化过程中，为了适应自然环境植物叶发展成今天这样千姿百态。不同物种叶的大小、颜色和形状差别非常大，即使是在同一植物中，叶发育的不同阶段形状也可以完全不同。在叶的发育过程中，究竟哪些因素决定了植物叶的这种差别，以及其调控机制长期以来一直为从事植物研究的科学工作者所关注。

在植物的营养生长阶段，叶原基从植物地上部分顶端分生组织的周边区形成，在一系列细胞分裂和分化程序的指导下，最终发育成叶。叶的大小和形状主要是由叶片中协调的细胞分裂与分化所决定。TCP家族转录因子是植物所特有的转录因子家族，它主要分布在分生组织中起作用，与细胞分化和生长有很大联系，是叶发育的关键调控因子。然而，目前尚不清楚叶发育过程中TCP活性的控制机制。

在这篇文章中，研究人员发现了一个新的转录阻遏子TIE1，证实它是叶发育过程中TCP的主要调控因子。TIE1过表达可导致叶偏下性生长及锯齿状叶，而破坏TIE1则可导致叶偏上性生长。TIE1表达于嫩叶中，编码一种包含C-末端EAR模体的转录阻遏子，介导了TOPLESS (TPL)/TOPLESS-RELATED (TPR)辅阻遏物相互作用。此外，TIE1还与CIN-like TCPs存在直接互作。

由此，研究人员提出TIE1是通过在叶发育早期阶段，招募TPL/TPR辅阻遏因子形成三元复合体抑制TCPs活性，从而调控了叶的大小与形状。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

The TIE1 Transcriptional Repressor Links TCP Transcription Factors with TOPLESS/TOPLESS-RELATED Corepressors and Modulates Leaf Development in Arabidopsis

Leaf size and shape are mainly determined by coordinated cell division and differentiation in lamina. The CINCINNATA (CIN)-like TEOSINTE BRANCHED1/CYCLOIDEA/PCF (TCP) transcription factors are key regulators of leaf development. However, the mechanisms that control TCP activities during leaf development are largely unknown. We identified the TCP Interactor containing EAR motif protein1 (TIE1), a novel transcriptional repressor, as a major modulator of TCP activities during leaf development. Overexpression of TIE1 leads to hyponastic and serrated leaves, whereas disruption of TIE1 causes epinastic leaves. TIE1 is expressed in young leaves and encodes a transcriptional repressor containing a C-terminal EAR motif, which mediates interactions with the TOPLESS (TPL)/TOPLESS-RELATED (TPR) corepressors. In addition, TIE1 physically interacts with CIN-like TCPs. We propose that TIE1 regulates leaf size and morphology by inhibiting the activities of TCPs through recruiting the TPL/TPR corepressors to form a tertiary complex at early stages of leaf development.

作者简介：

秦跟基

博士，北京大学副教授， 1996年获南京农业大学农学院作物遗传育种专业学士学位，2001年获南京农业大学农学院细胞遗传研究所博士学位， 2001年7月起在北京大学生命科学学院蛋白质与植物基因研究国家重点实验室进行博士后研究，2003年7月任北京大学生命科学学院讲师，2006年7月起任北京大学副教授，2007年3月到2009年2月在美国加州大学圣地亚哥分校进行博士后研究，2011年起为北京大学博士生导师。近十年来，主要以模式植物拟南芥为材料研究植物叶片及其他器官发育的分子机理。主持或参加国家自然科学基金、973、转基因专项等课题的研究。已在国内外重要学术刊物如the Plant Cell, PNAS等刊物上发表研究论文多篇。2009年入选获教育部“新世纪优秀人才支持计划”。