蓝图揭示了植物如何构建糖运输通道

已经发现根尖的一个小区域负责协调通过植物根部运输糖分的复杂维管组织网络的生长和发育。

在今天发表在《科学》杂志上的一篇论文中，一个国际科学家团队展示了植物如何构建韧皮部细胞的详细蓝图，韧皮部细胞负责在我们收获的植物部分(种子、果实和贮藏块茎)中运输和积累糖分和淀粉。 ) 养活世界上大部分地区。

这项关键研究揭示了根分生组织中的全局信号如何协调韧皮部组织的不同成熟阶段。

韧皮部是一种高度专业化的维管组织，它在整个植物体内形成一个相互连接的连续链网络。它在叶、根、花和果实之间运输糖分、营养物质和一系列信号分子。

因此，韧皮部是植物功能的核心。了解韧皮部网络如何启动和发展对于未来在农业、林业和生物技术中的应用很重要，因为它可以揭示如何更好地将这种糖能输送到需要的地方。

植物如何在多车道高速公路上建造糖路?

植物根系在植物的整个生命周期中不断生长。这种被称为不确定生长的现象意味着根在向根尖添加新组织时会不断伸长 - 就像建造一条永无止境的高速公路一样。连续排列的特殊韧皮部细胞沿着根的长度(类似于高速公路上的车道)将主要营养物质蔗糖输送到植物生长所需的部分。为了发挥这一重要作用，韧皮部组织必须迅速发育和成熟，才能为周围组织提供糖分——类似于建设一条服务车道，需要在建设多车道高速公路的第一阶段完成。

长期以来一直困扰植物科学家的问题是，单一的指导性蛋白质梯度如何能够在根中存在的所有不同的特化细胞文件(公路车道)上进行构建阶段。一种细胞类型如何读取与其邻居相同的梯度，但对其进行不同的解释以进行自己的专门发育，这是植物科学家一直在努力解决的问题。

在过去的 15 年里，剑桥大学和赫尔辛基大学Yrjö Helariutta团队的研究人员发现了细胞间通讯和血管模式中涉及的复杂反馈机制的核心作用。与纽约大学和北卡罗来纳州立大学的合作者进行的这项新研究揭示了韧皮部细胞的单通道是如何独立于周围细胞构建的。

Sainsbury/Helsinki 小组使用单细胞 RNA-seq 和实时成像剖析了模式植物拟南芥中韧皮部细胞文件(糖运输通道)构建的每个步骤。他们的工作展示了控制根的广泛成熟梯度的蛋白质如何与专门控制韧皮部发育的遗传机制相互作用。

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