ResultsSearch for Candidate Genes I

Results
Search for Candidate Genes Important for Balanced Growth of Shoots
and Roots. Good candidates for transporters involved in the
communication between the root and shoot are transporters that
are colocalized with cytokinin biosynthesis genes in the root. To
identify such candidates, we searched for genes with high transcript
levels in root phloem companion cells (11), as this cell type
expresses IPTs and is likely to be involved in cytokinin export. In
addition, we searched for genes that are highly coexpressed with
the most important cytokinin synthesis gene, IPT3 (Table S1),
and genes induced by cytokinin treatment, both according to the
literature (12) and the electronic fluorescent pictograph browser
(Fig. S1A). AtABCG14 was the only gene that satisfied the three
selection criteria. Induction of AtABCG14 by cytokinin treatment
was confirmed by RT-PCR using RNA extracted from
cytokinin-treated Arabidopsis seedlings (Fig. S1B). Thus, we hypothesized
that AtABCG14 has a role in cytokinin transport. To
test this hypothesis, we obtained the corresponding knockout
mutant (SK_15918; Fig. S2E) and analyzed its phenotypes.
atabcg14 Exhibits Retarded Shoot Growth, Which Can Be Recovered
by tZ Application. The shoot-to-root ratio of atabcg14 seedlings
differed from that of the wild type (Fig. 1A and Fig. S2A). The
leaves of atabcg14 plants grown on synthetic plant growth agar
(MGRL-agar) medium (13) were smaller than those of the wild
type, whereas the roots were longer. Mature atabcg14 mutant
plants had considerably smaller rosette leaves (Fig. 1B) and
shorter (Fig. 1C) and thinner (Fig. S2B) stems than the wild type.
The number and size of xylem and phloem cells in the mutant
was strikingly reduced (Fig. 1D and Fig. S2 C and D), and lignin
content was decreased (Fig. S3). Furthermore, the mutant produced
fewer siliques and seeds per plant than the wild type, but
their seeds were larger (Fig. S2 F and G). The introduction of
pAtABCG14::sGFP::AtABCG14 genomic DNA (gDNA) into
atabcg14 restored the leaf size (Fig. 1B), shoot-to-root fresh
weight ratio (Fig. S2A), and stem diameter (Fig. S2B) to those of
the wild type.
The phenotypes of atabcg14 plants were similar to those described
for cytokinin biosynthesis (14) and receptor Arabidopsis
histidine kinase (AHK) mutants (15). To test our hypothesis that
the dwarf leaf phenotype of the atabcg14 mutant is due to impaired
cytokinin allocation to the shoot, we exogenously applied
cytokinin to the leaves of atabcg14. Indeed, daily spraying with
1 μM tZ rescued the small leaf (Fig. 1E and Fig. S4A) and short
stem (Fig. S4A) phenotypes. In contrast, a similar treatment
with iP did not rescue the dwarf phenotypes of the mutant
(Fig. S4).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ผลลัพธ์ค้นหายีนตัวเลือกสำคัญสำหรับการเติบโตที่สมดุลของการถ่ายภาพและราก ผู้สมัครที่ดีสำหรับผู้ที่เกี่ยวข้องในการสื่อสารระหว่างรากและยิงเป็นผู้ที่มี colocalized กับยีนสังเคราะห์ cytokinin ในราก ถึงระบุผู้สมัครดังกล่าว เราค้นหายีนกับเสียงบรรยายที่สูงระดับเซลล์เพื่อนเปลือกชั้นในราก (11), เป็นเซลล์ชนิดนี้แสดง IPTs และน่าจะมีส่วนร่วมในการส่งออก cytokinin ในนอกจากนี้ เราค้นหายีนที่มี coexpressed สูงด้วยสำคัญ cytokinin สังเคราะห์ยีน IPT3 (ตาราง S1),และยีนที่เกิดจากการรักษา cytokinin ทั้งสองตาม(12) วรรณกรรมและเบราว์เซอร์ pictograph อิเล็กทรอนิกส์ฟลูออเรส(ฟิก S1A) AtABCG14 ถูกยีนเท่านั้นที่พอใจทั้งสามเกณฑ์การเลือก เหนี่ยวนำของ AtABCG14 โดย cytokinin รักษาได้รับการยืนยัน โดย RT-PCR ใช้อาร์เอ็นเอที่สกัดจากรักษา cytokinin Arabidopsis กล้าไม้ (ฟิก S1B) ดังนั้น เราตั้งสมมติฐานว่าAtABCG14 ที่มีบทบาทในการขนส่ง cytokinin ถึงทดสอบสมมติฐานนี้ เรารับน่าพิศวงที่สอดคล้องกันmutant (SK_15918 ฟิก S2E) และวิเคราะห์ของฟีatabcg14 จัดแสดง Retarded ยิงเจริญเติบโต ซึ่งสามารถกู้คืนโดย tZ แอพลิเคชัน อัตราการยิงถึงรากของกล้าไม้ atabcg14แตกต่างจากชนิดป่า (Fig. 1A และฟิก S2A) ที่ใบของพืช atabcg14 ปลูกใน agar เจริญเติบโตของพืชสังเคราะห์(MGRL-agar) กลาง (13) มีขนาดเล็กกว่าของป่าชนิด ในขณะที่รากได้อีกต่อไป Mutant atabcg14 ผู้ใหญ่พืชมีขนาดเล็กมาก rosette ใบ (Fig. 1B) และสั้น (Fig. 1C) และทินเนอร์ (ฟิก S2B) ลำต้นกว่าชนิดป่าจำนวนและขนาดของ xylem และเปลือกชั้นในเซลล์ในการ mutantลดลงกว่า (Fig. 1D และฟิก S2 C และ D), และ ligninเนื้อหาถูกลดลง (ฟิก S3) นอกจากนี้ mutant ที่ผลิตsiliques และเมล็ดพืชต่อพืชมากกว่าป่าชนิด น้อยลง แต่ของเมล็ดมีขนาดใหญ่ (ฟิก S2 F และ G) แนะนำpAtABCG14::sGFP::AtABCG14 genomic DNA (gDNA) เป็นatabcg14 คืนค่าขนาดใบ (Fig. 1B) ยิงรากสดอัตราส่วนน้ำหนัก (ฟิก S2A), และเกิดเส้นผ่าศูนย์กลาง (ฟิก S2B) กับชนิดของป่าฟี atabcg14 พืชได้เหมือนกับที่อธิบายไว้สำหรับตัวรับ Arabidopsis และ cytokinin สังเคราะห์ (14)สายพันธุ์ kinase (AHK) ใน histidine (15) การทดสอบสมมติฐานของเราที่phenotype ใบแคระของ atabcg14 mutant ที่มีความบกพร่องทางด้านการยิงการปันส่วน cytokinin เรา exogenously ใช้cytokinin กับใบไม้ atabcg14 แน่นอน ทุกวันฉีดพ่นด้วย1 μM tZ รับใบเล็ก (Fig. 1E และฟิก S4A) และระยะสั้นก้าน (ฟิก ฟี S4A) ในทางตรงข้าม การรักษาคล้ายคลึงกันด้วย iP ก็ไม่ช่วยเหลือฟีแคระของ mutant(ฟิก S4)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ผลการ
ค้นหายีนที่สำคัญสำหรับการเจริญเติบโตที่สมดุลของข้าวกล้า
และราก ผู้สมัครที่ดีสำหรับการขนส่งที่เกี่ยวข้องใน
การสื่อสารระหว่างรากและยิงมีการขนส่งที่
จะ colocalized กับการสังเคราะห์ยีนไซโตไคนิในราก เพื่อ
ระบุผู้สมัครดังกล่าวเราค้นหายีนที่มีหลักฐานการศึกษาสูง
ในระดับราก phloem เซลล์สหาย (11) เป็นเซลล์ชนิดนี้
เป็นการแสดงออกถึงความ IPTs และมีแนวโน้มที่จะมีส่วนร่วมในการส่งออกไซโตไคนิ ใน
นอกจากนี้เราค้นหายีนที่ coexpressed อย่างมากกับ
ไซโตไคนิที่สำคัญที่สุดของยีนสังเคราะห์ IPT3 (ตาราง S1)
และยีนที่เกิดจากไซโตไคนิรักษาทั้งตาม
วรรณกรรม (12) และเบราว์เซอร์สัญลักษณ์นีออนอิเล็กทรอนิกส์
(รูป. S1A ) AtABCG14 เป็นยีนเดียวที่มีความพึงพอใจในสาม
เกณฑ์การคัดเลือก การเหนี่ยวนำโดยไซโตไคนิ AtABCG14 การรักษา
ได้รับการยืนยันโดย RT-PCR โดยใช้อาร์เอ็นเอที่สกัดจาก
ไซโตไคนิที่ได้รับต้นกล้า Arabidopsis (รูป. S1B) ดังนั้นเราจึงตั้งสมมติฐาน
ว่า AtABCG14 มีบทบาทในการขนส่งไซโตไคนิ เพื่อ
ทดสอบสมมติฐานนี้เราได้รับสิ่งที่น่าพิศวงที่สอดคล้องกัน
กลายพันธุ์ (SK_15918. รูป S2E) และวิเคราะห์ phenotypes ของ.
atabcg14 การจัดแสดงนิทรรศการการเจริญเติบโตยิงปัญญาอ่อนซึ่งสามารถกู้คืน
โดย TZ แอพลิเคชัน อัตราการยิงไปยังรากของต้นกล้า atabcg14
แตกต่างไปจากที่ของป่าประเภท (รูป. 1A และรูป. S2A)
ใบของพืชที่ปลูกใน atabcg14 เจริญเติบโตของพืชสังเคราะห์วุ้น
(MGRL-วุ้น) ขนาดกลาง (13) มีขนาดเล็กกว่าของป่า
ชนิดในขณะที่รากได้อีกต่อไป ผู้ใหญ่ atabcg14 กลายพันธุ์
พืชมีใบดอกกุหลาบที่มีขนาดเล็กมาก (รูป. 1B) และ
สั้น (รูป. 1C) และทินเนอร์ (รูป. S2B) ลำต้นกว่าชนิดป่า.
จำนวนและขนาดของ xylem และ phloem ในเซลล์กลายพันธุ์
ก็ลดลงอย่างยอดเยี่ยม ( รูปที่. 1D และรูป. S2 C และ D) และลิกนิน
เนื้อหาลดลง (รูป. S3) นอกจากนี้กลายพันธุ์ที่ผลิต
siliques น้อยลงและเมล็ดต่อต้นกว่าชนิดป่า แต่
เมล็ดมีขนาดใหญ่ (รูป. S2 F และ G) การแนะนำของ
pAtABCG14 :: sGFP :: AtABCG14 ดีเอ็นเอจีโนม (gDNA) ลง
atabcg14 บูรณะขนาดใบ (รูป. 1B) ยิงไปรากสด
อัตราส่วนน้ำหนัก (รูป. S2A) และมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางลำต้น (รูป. S2B) เพื่อ บรรดาของ
ป่าประเภท.
phenotypes ของพืช atabcg14 มีความคล้ายคลึงกับที่ระบุไว้
สำหรับการสังเคราะห์ไซโตไคนิ (14) และรับ Arabidopsis
ฮิสติดีนไคเนส (AHK) กลายพันธุ์ (15) เพื่อทดสอบสมมติฐานของเราที่
ฟีโนไทป์ใบแคระของมนุษย์กลายพันธุ์ atabcg14 เป็นเพราะความบกพร่อง
ในการจัดสรรไซโตไคนิถ่ายที่เรานำมาใช้จากภายนอก
ไซโตไคนิใบของ atabcg14 อันที่จริงในชีวิตประจำวันที่มีการฉีดพ่น
1 ไมครอน TZ ช่วยเหลือใบเล็ก (รูป. 1E และรูป. S4A) และระยะสั้น
ต้นกำเนิด (รูป. S4A) phenotypes ในทางตรงกันข้ามการรักษาที่คล้ายกัน
ด้วย IP ไม่ได้ช่วย phenotypes แคระของมนุษย์กลายพันธุ์
(รูป. S4)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ผลการค้นหา
ผู้สมัครยีนสำคัญสำหรับการเจริญเติบโตที่สมดุลของยอด
และราก ผู้สมัครที่ดีสำหรับผู้ที่เกี่ยวข้องใน
การสื่อสารระหว่างรากและยอดจะ ผู้ที่เป็น colocalized ชีวสังเคราะห์ยีนด้วย
) ในราก

ระบุผู้สมัครดังกล่าว เราค้นหายีนที่มีระดับ ผลการเรียนสูงระหว่างสหาย
รากเซลล์ ( 11 ) เป็นเซลล์ชนิด
แสดง ipts และมีแนวโน้มที่จะมีส่วนร่วมใน ) ส่งออก ใน
นอกจากนี้เราค้นหายีนที่ขอ coexpressed กับ
ที่สำคัญที่สุด ) การสังเคราะห์ยีน ipt3 ( ตาราง S1 ) และการรักษาด้วยยีน
) ทั้งตาม
วรรณกรรม ( 12 ) และอิเล็กทรอนิกส์ หลอดไฟ ซีเปียเบราว์เซอร์
( รูปที่ s1a ) atabcg14 เท่านั้น เป็นยีนที่พอใจ 3
เกณฑ์การคัดเลือก การรักษาด้วย
atabcg14 ) ได้รับการยืนยันโดย RT-PCR โดยใช้ DNA ที่สกัดจาก
) ถือว่า Arabidopsis ต้นกล้า ( รูปที่ s1b ) ดังนั้นเราจึงตั้งสมมุติฐานว่า atabcg14
) มีบทบาทในการขนส่ง

ทดสอบสมมติฐานนี้เราได้รับสอดคล้อง Knockout
กลายพันธุ์ ( sk_15918 ; รูปที่ s2e ) และวิเคราะห์ของฟีโนไทป์ .
atabcg14 แสดงการยิงปัญญาอ่อนซึ่งสามารถกู้คืน
โดย TZ ใบสมัคร ยิงต่อรากของต้นกล้า atabcg14
แตกต่างจากที่ของชนิดป่า ( รูปที่ 1A และมะเดื่อ s2a )
ใบ atabcg14 ปลูกต่อการเจริญเติบโตของพืชอาหารวุ้นสังเคราะห์
( mgrl วุ้น ) ขนาดกลาง ( 13 ) มีขนาดเล็กกว่าของชนิดป่า
ส่วนรากถูกอีกต่อไป ผู้ใหญ่ atabcg14 กลายพันธุ์
พืชมีมากขนาดเล็ก Rosette ใบ ( รูปที่ 1A ) และ
สั้น ( ภาพที่ 1c ) และทินเนอร์ ( รูปที่ s2b ) ลำต้นมากกว่าประเภทป่า
จำนวนและขนาดของไซเล็มเซลล์กลายพันธุ์ และโฟลเอ็ม
ถูกมากลด ( ภาพ 1D และมะเดื่อ S2 C และ D ) , และลิกนินลดลง
เนื้อหา ( รูปที่ S3 ) นอกจากนี้ กลายพันธุ์ผลิต
siliques น้อยลงและเมล็ดต่อต้นมากกว่าประเภทป่า แต่เมล็ดของพวกเขาใหญ่
( รูป S2 F และ G ) การ patabcg14 sgfp
: : : :atabcg14 genomic DNA ( gdna )
atabcg14 เรียกคืนใบขนาด ( รูปที่ 1A ) ยิงรากอัตราส่วนน้ำหนักสด
( รูปที่ s2a ) และเส้นผ่าศูนย์กลางลำต้น ( รูปที่ s2b ) นั้น

เกิดประเภทป่า พืช atabcg14 คล้ายกับที่อธิบายไว้
สำหรับไซโตไคนินใน ( 14 ) และ ตัวรับ Arabidopsis
เมื่อไคเนส ( อัก ) สายพันธุ์ ( 15 ) เพื่อทดสอบสมมติฐานของเราที่
แคระใบฟีโนไทป์ของ atabcg14 กลายพันธุ์ เนื่องจากการบกพร่อง
) ไปยิง เรา exogenously ประยุกต์
) กับใบ atabcg14 . แน่นอน ทุกวัน การฉีดพ่นด้วยμ
1 M TZ ช่วยใบเล็ก ( รูปที่ 1e และมะเดื่อ s4a ) และก้านสั้น
( รูปที่ s4a ) เกิด . ในทางตรงกันข้าม ,
รักษาคล้ายกับ IP ไม่ได้ช่วยคนแคระฟีโนไทป์ของ Mutant
( รูปที่ S4 )