一项关键研究揭示了茄科植物干细胞稳态的进化保守性，揭示了受体补偿机制如何确保植物器官持续有序形成。这项研究揭示了维持干细胞平衡的遗传相互作用，为作物改良和增强抗逆性提供了新的视角。
干细胞稳态对于植物器官的持续形成至关重要。该过程涉及肽配体及其类受体激酶之间复杂的相互作用。由于植物基因组的动态特性，了解这些机制对于提高作物的抗逆性和生产力至关重要。基于这些挑战，深入研究探索植物中潜在的遗传补偿机制至关重要。
在一项由庆熙大学和冷泉港实验室的研究人员进行的、于 2024 年 5 月 3 日发表在《园艺研究》上的研究 (DOI: 10.1093/hr/uhae126)中，该团队探索了调节茄科物种(特别是番茄和酸浆果)干细胞稳态的遗传补偿机制。该研究通过 CRISPR-Cas9 基因组编辑重点研究了CLAVATA1 ( CLV1 )及其旁系同源物BARELY ANY MERISTEMs ( BAMs ) 的补偿作用。 研究人员利用 CRISPR-Cas9 在番茄和酸浆果中生成了高阶突变体，以研究受体基因补偿机制。他们发现番茄中的SlBAM1和 Sl BAM2有效地补偿了 slclv1 突变，确保了干细胞增殖，而无需上调其他BAM基因。酸浆果中也发现了类似的补偿机制。该研究强调，参与肽配体相互作用的关键氨基酸残基在这些物种中高度保守，为干细胞稳态提供了强大的缓冲能力。这种保守性强调了茄科植物遗传补偿机制的进化保存，说明了这些植物如何在遗传干扰的情况下保持基本功能。这些发现为植物的遗传稳健性提供了新的见解，对提高作物的抗逆性和生产力具有重要意义。 韩国庆熙大学首席研究员 Choon-Tak Kwon 博士表示：“我们的研究结果表明，植物的遗传补偿机制具有显著的进化保守性。了解这些机制为利用植物物种固有的遗传稳定性来提高作物的适应力和生产力开辟了新途径。” 这项研究获得的见解对农业实践具有重要意义。通过了解植物的遗传补偿机制，育种者可以开发出更具适应力的作物，更好地抵御环境压力。这项研究为作物改良的创新方法铺平了道路，确保了可持续的农业实践和粮食安全。
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