近日，華中農(nóng)業(yè)大學園藝植物生物學教育部重點實驗室番茄團隊在Journal of Experimental Botany上發(fā)表題為“The HD-Zip IV transcription factor SlHDZIV8 controls multicellular trichome morphology by regulating the expression of Hairless-2”的研究論文，該研究鑒定了番茄表皮毛畸形基因Hairless-2 （Hl-2），揭示了該基因控制番茄多細胞表皮毛形態(tài)形成的分子機理，為多細胞表皮毛形態(tài)的研究提供了新的視角。
表皮毛是由植物表皮細胞分化形成的一種毛狀結構，廣泛存在于各種植物器官的表面，是研究細胞分化和形態(tài)發(fā)生的經(jīng)典模式，在擬南芥中得到了廣泛研究；番茄中調控表皮毛形成的分子機制尚不清楚。
本研究采用連鎖分析和圖位克隆的方法分離鑒定了調控表皮毛類型的關鍵基因Hl-2，并研究了其功能。hl-2突變體葉片和莖桿表皮毛畸形，莖桿脆性增強。轉基因實驗證實該基因功能缺失導致表皮毛形態(tài)發(fā)生改變。酵母雙雜交和免疫共沉淀實驗表明Hl-2和Hl （SRA1）能夠直接互作，在番茄表皮毛形成過程中共同發(fā)揮作用。此外，HD-Zip IV轉錄因子HDZIPIV8基因下調產(chǎn)生了類似hl-2突變體的畸形表皮毛。研究表明HDZIPIV8基因通過結合Hl-2啟動子區(qū)域的順式作用元件L1-box調控Hl-2的表達，并參與肌動蛋白絲的組織排列。
研究發(fā)現(xiàn)，hl-2突變體莖桿的脆性是由于纖維素含量降低所致。這些發(fā)現(xiàn)表明Hl-2基因在控制番茄多細胞表皮毛形態(tài)形成和莖的力學特性方面發(fā)揮著重要作用。
華中農(nóng)業(yè)大學園藝林學學院博士后解慶敏為論文第一作者，葉志彪教授和楊長憲副教授為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術體系等項目資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1093/jxb/eraa428
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