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Katanin复合体调节亚基KTN80调控根形态建成的作用机制

文献类型： 中文期刊

作者： 王小宇;刘魏魏;华锐弛;张森;王杰;孔照胜

作者机构：

关键词： KTN80;微管切割;根形态建成;细胞分裂

期刊名称：生物工程学报

ISSN： 1000-3061

年卷期： 2025 年

页码：

收录情况： EI（2025版） ; ; 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版）

摘要： Katanin复合体是迄今在植物中发现的唯一具有微管切割功能的蛋白复合体，在植物细胞形态重塑与生长发育过程中发挥关键作用。该复合体由催化亚基KTN1和调节亚基KTN80组成。在拟南芥中，KTN80存在4个同源基因，但其功能尚未明确。为深入探究KTN80在植物根形态建成中的作用机制，本研究对KTN80s (KTN80.1、KTN80.2、KTN80.3、KTN80.4)进行β-d-葡萄糖苷酸酶(β-glucuronidase， GUS)组织染色分析，发现它们在根组织中均显著表达，但其表达模式存在差异。进一步表型分析表明，ktn80.1234根发育异常，其主根短而粗，但根毛长度却显著长于野生型。显微结构观察发现，ktn80.1234根分生区和伸长区均显著缩短，细胞体积增大，呈现各向同性扩展特征。此外，利用活细胞成像技术观察根细胞周质微管动态，发现ktn80.1234微管排列紊乱，阻碍了细胞的正常快速伸长。对根分生区有丝分裂细胞的微管阵列进一步观察表明，ktn80.1234细胞中早前期带(preprophase band， PPB)微管阵列出现异常，部分成膜体微管也出现不正常的倾斜排列。综上，KTN80通过精确调控细胞微管骨架阵列的重塑，进而调控根的形态建成。本研究为深入理解Katanin复合体在植物生长发育中的作用机制提供了新的见解。

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