Tác động phối hợp của AUXIN trong tượng khối sơ khởi lá cà chua với yếu tố phiên mã LEAFLESS

Nguồn: Yossi Capua and Yuval Eshed. 2017. Coordination of auxin-triggered leaf initiation by tomato LEAFLESS. PNAS March 21 2017; vol.114; no.12: 3246–3251

Ý NGHĨA KHOA HỌC

Lá cây hình thành nên tại sinh mô đỉnh chồi khi phản ứng với những tín hiệu của phytohormone auxin. Những tín hiệu của auxin xác định vị trí của để tượng khối sơ khởi lá và phình lớn ra, đó là một tiến trình theo sau của phân hóa chức năng của mô lá diễn ra một cách từ từ. Các tác giả của công trình nghiên cứu này sự phản ứng của cà chua với ethylene đặc biệt là nhóm protein thuộc TFs (yếu tố phiên mã) LEAFLESS. Những cái ấy được kích thích bởi auxin trong quá trình tượng khối sơ khởi lá. Cơ chế như vậy có tính chất định vị và phát triển “transient” tạo nên hình hài đặc biệt nhỡ những “regulators” ví dụ như auxin.

TÓM TẮT

Những cơ quan mọc ngang, đặc biệt là lá cây, bắt đầu từ sinh mô ngọn của chồi SAM (shoot apical meristem) tiếp theo sau đó là tín hiệu auxin. Tuy vậy, có rất ít hiểu biết về cơ chế này. Ở đây, nhóm nghiên cứu chứng minh được rằng thề đột biến không lá (leafless viết tắt lfs) của cà chua làm cho cây cà chua không sản sinh ra lá mầm (cotyledons) và lá cà chua, cây tăng trưởng theo dạng “naked pin” (như một trục thân không có lá) nhưng vẫn duy trì sinh mô ngọn của chồi thân một cách tích cực (active SAM). Người ta thấy một kiểu hình tương tự của những chồi thân dạng “pin-like shoots” được kích thích bởi những phân tử inhibitors hướng cực theo sự vận chuyển của auxin, thí dụ như 2,3,5-triiodobenzoic acid (TIBA). Cả hai dạng hình của “pin-like shoots” đều cho thấy sự biểu hiện các “primordia markers” (chỉ thị khối sơ khởi) đều giảm đáng kể theo sự phân bố bất bình thường của auxin, được minh chứng bởi những phân tử “auxin reporters” pPIN1:PIN1:GFP và DR5:YFP. Ứng dụng kỹ thuật “auxin microapplication”, tại sinh mô lfs và tại đỉnh chồi “TIBA-pin” đã tăng cường hoạt động thể hiện gen DR5:YFP với những động thái giống hệt nhau. Tuy nhiên, chỉ có cây lfs không khởi động được sinh mô lá. Gen LFS mã hóa protein tương đồng với protein của cậy Arabidopsis  Đó là gen DORNRONSCHEN (DRN) và gen DRN-like (DRNL) thể hiện sau khi chuyển nạp thành công thông qua sinh mô ngọn, chồng lấp trên phản ứng auxin maxima. LFS nhanh chóng bị kích thích bởi auxin được xử lý bổ sung, thực hiện các hoạt động theo chức năng sinh lý thực vập ngay sau đó của tương tác giữa LFS và các tín hiệu auxin. Tuy vậy, hoạt động LFS với phản ứng auxin maxima tại các vị trí xung yếu thông qua DR5 promoter đều không cho kết quả tốt để cứu những cây đột biến lfs. Điều này chứng tỏ sự điều tiết của auxin có tính độc lập và bổ sung mà thôi. Thật vậy, các yếu tố “GCC-box” được gia tăng  của gen LFS làm cho việc thể hiện đặc biệt việc tương khối sơ khởicủa nguyên tố “LFS-dependent” mà không phải bản chất của “auxin-independent”. Các tác giả đề nghị rằng chuyển nạp LFS tại vị trí xung yếu của tượng khối sơ khởi, nơi đó, nó cho ra một trạng thái đặc biệt của phản ứng auxin maxima đạt giá trị cực điểm cho việc tượng khối sơ khởi của lá cây.

GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.

Xem http://www.pnas.org/content/114/12/3246.abstract.html?etoc

Hình 1. Phản ứng của LFS và auxin maxima trực tiếp đến tượng khối sơ khởi lá cây cà chua.