AtABCG14 dimer functions as a cytok

AtABCG14 dimer functions as a cytokinin transporter for
long-distance translocation. To identify the dimerization partner
of AtABCG14, we observed phenotypes of 21 knockout plants
among the 27 remaining half-size ABCG members, including
two putative paralogs of AtABCG14, but could not find any with
phenotypes similar to that of atabcg14 (Fig. S7). Thus, it
remains to be determined whether, under conditions different
from those tested by Le Hir et al. (16), ABCG14 forms homodimers
or which other partners dimerize with AtABCG14 to form
a functional unit.
Translocation of cytokinins from roots to shoots appears to be
crucial for normal shoot growth, because atabcg14 rootstocks
failed to support wild-type shoot growth (Fig. 5 A and B). This
result is consistent with a previous report showing that tZ-type
cytokinins are essential for shoot growth and that the enzymes
that synthesize this type of cytokinin are mainly expressed in the
root vasculature (8). However, our findings contradict those of
other studies that indicate that root-derived cytokinins are not essential
for shoot growth. This notion was based on two observations:
(i) wild-type shoots grafted onto the roots of the quadruple cytokinin
synthase knockout mutant, atipt1;3;5;7, exhibited normal
growth (10), and (ii) when the roots of a double mutant of two
genes involved in tZ-type cytokinin biosynthesis, cyp735a1 cyp735a2
(cypDM), were grafted onto wild-type shoots (WT/cypDM), shoot
growth was similar to that of the wild type (8). Our analysis of xylem
sap cytokinin contents provides a clue as to why the grafted plants
exhibited different growth rates. The xylem sap of atabcg14 had very
low levels of cytokinins, whereas that of cypDM had high levels of
iP-type cytokinins and total cytokinin levels that did not differ from
those of the wild type (Fig. 4D). It is therefore likely that the iP-type
cytokinins in WT/cypDM are converted into tZ type in the wildtype
shoot to support shoot growth, as CYP735A1 and A2 are
also expressed in the shoot, albeit at low levels. Thus, as long as
either the root or shoot can synthesize a type of cytokinin (as in
WT/atipt1;3;5;7 or WT/cypDM), and can translocate it via the
xylem, the shoot can grow normally. However, when transport of
cytokinins from the root is severely blocked (as in WT/abcg14),
growth is impaired in the shoot. Together, our results strongly
suggest that the active translocation of tZ-type or iP-type cytokinins
is necessary for shoot growth.
The deficiency in tZ-type cytokinins in the shoots of atabcg14
plants seems to have activated compensatory mechanisms to increase
cytokinin levels (21); the expression of genes involved in
cytokinin biosynthesis was up-regulated in atabcg14 (Fig. S8), and
consequently, iP-type cytokinins were more abundant in atabcg14
shoots (Fig. 3). Intriguingly, atabcg14 roots exhibited increases in
cytokinin biosynthesis (Fig. S8) and iP-type cytokinin levels (Fig.
3B), despite having high total cytokinin levels (Fig. 3B). These
results suggest that a signal that heralds a cytokinin deficiency,
originated in the atabcg14 shoot, is transmitted to the root.
The primary roots of atabcg14 were consistently longer than
those of the wild type under short-day conditions (Fig. 1A), both
when plants were grown on one-half Murashige and Skoog (MS)
and MGRL media, and this phenotype was complemented by expression
of AtABCG14 under its own promoter (Fig. 1A and Fig.
S2A). A long primary root is a common phenotype of cytokininrelated
mutants, such as the atipt1;3;5;7 quadruple mutant (14), and
cytokinin oxidase/dehydrogenase overexpressing plants (22), which
contain low levels of cytokinin. Although atabcg14 roots contained
high cytokinin levels (Fig. 3B) and was enhanced in cytokinin signaling
(Fig. S9 A and B), the expression of IAA3/Short Hypocoyl2
(SHY2), which is up-regulated by cytokinin and plays a major role in
cytokinin-mediated cell differentiation in the root transition zone
(23), was not increased at the root tip of the atabcg14 mutant (Fig.
S9B). In addition, the number of root apical meristem cells was
significantly higher in the mutant than in the wild type (Fig. S9C),
indicating an increased cell division in the mutant root apical
meristem. These results suggest that cytokinin content/signaling is
not the sole determinant of root length and, furthermore, that
complex crosstalk might exist between cytokinin and auxin. The
expanded and enhanced cytokinin content/signaling in the root
might influence root length by modulating auxin signaling. In
support of this explanation, a high cytokinin concentration was
reported to enhance auxin biosynthesis and/or auxin signal transduction
(24, 25), which can result in an elongated root phenotype.
More studies are necessary to decipher the reasons for
the long primary root of the atabcg14 mutant.
The reduced lignin contents observed in the atabcg14 mutant
(Fig. S3) raise the question of whether this transporter also acts
as a monolignol transporter, such as the recently described
AtABCG29 transporter that specifically exports coumaryl alcohol
(26). However, in the case of AtABCG14, the effect on lignin
seems to be indirect. The recovery of atabcg14 shoot grafted onto
wild-type rootstock (abcg14/WT) suggests that the transporter has
a role in long-distance signaling, rather than in the local supply of
lignin precursors. Thus, it is very likely that the reduced cytokinin
allocation to the shoot leads to the observed reduction in xylem
development and, consequently, to the reduction in lignin content
in atabcg14.
Besides being transported from the root to the shoot, cytokinins
must be loaded into the phloem. It is tempting to speculate
that members of the Arbidopsis purine permease (AtPUP) family
or equilibrative nucleoside transporter (ENT) family, both of which
have been reported to take up cytokinins, and other chemicals with
similar structures (27–29), may be involved in this process. Because
both AtPUP and ENT proteins are encoded by genes that belong to
gene families, it is likely that a phenotype for single and even
double mutants could not be observed, due to functional redundancy
among family members (28). At the cellular level,
cytokinins must be transported across the plasma membrane
and finally into the endoplasmic reticulum, where, according to
recent results, the cytokinin receptors are localized (30, 31). No
clues are presently available as to the identity of the cytosolic
exporter into the endoplasmic reticulum.
In conclusion, our results provide strong evidence that
AtABCG14 is essential for loading cytokinins into the xylem (Fig.
5C). The translocation mediated by AtABCG14 has a great impact
on shoot development, as well as on the coordinated growth
of the shoot and root, by mediating the delivery of a potent
growth-activating signal that is synthesized in the root to the
shoot. Further work is needed to clarify how AtABCG14 contributes
to cytokinin transport to the xylem in the root. Specifically,
it will be interesting to (i) determine whether AtABCG14
directly transports cytokinins, (ii) identify the substrate specificity
range, (iii) establish the identity of the dimerization partner, and
(iv) test how AtABCG14 activity is regulated in response to environmental
conditions that prompt changes in growth.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ฟังก์ชันการผลิตของ dimer AtABCG14 เป็น cytokinin ขนส่งสำหรับการสับเปลี่ยนทางไกล ระบุคู่ dimerizationของ AtABCG14 เราสังเกตฟีของพืชน่าพิศวง 21จาก 27 เหลือ ขนาดครึ่ง ABCG สมาชิก รวมทั้งparalogs putative สองของ AtABCG14 แต่ไม่พบใด ๆ ด้วยฟี atabcg14 (ฟิก S7) ดังนั้น จึงคงเหลือที่จะกำหนดว่า ภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันจากที่ทดสอบโดยเลอ Hir et al. (16), ABCG14 รูปแบบ homodimersหรือหุ้นส่วนอื่น ๆ ที่ dimerize กับ AtABCG14 แบบฟอร์มหน่วยงานการสับเปลี่ยนของ cytokinins จากรากถึงยอดปรากฏให้สิ่งสำคัญสำหรับการเจริญเติบโตปกติยิง เนื่องจาก atabcg14 rootstocksล้มเหลวในการสนับสนุนการเจริญเติบโตของป่าชนิดยิง (Fig. 5 A และ B) นี้จะสอดคล้องกับรายงานก่อนหน้านี้ที่แสดงชนิด tZ นั้นcytokinins จำเป็นต่อการเจริญเติบโตยิงและเอนไซม์ที่สังเคราะห์ cytokinin ชนิดนี้ส่วนใหญ่จะแสดงในแบบราก vasculature (8) อย่างไรก็ตาม เราค้นพบขัดแย้งกับบรรดาการศึกษาอื่น ๆ ที่บ่งชี้ว่า cytokinins มารากไม่จำเป็นสำหรับยิงเจริญเติบโต ความคิดนี้เป็นไปตามข้อสังเกต 2:(i) ถ่ายภาพชนิดป่า grafted บนรากของ cytokinin ควอดmutant synthase ชนะน็อกโดยเทคนิค atipt1; 3; 5; 7 จัดแสดงปกติเจริญเติบโต (10), และ (ii) เมื่อรากของ mutant คู่สองยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ชนิด tZ cytokinin, cyp735a1 cyp735a2(cypDM), มี grafted บนยอดป่าชนิด (WT/cypDM), ยิงเจริญเติบโตคล้ายกับที่ของชนิดป่า (8) เราวิเคราะห์ของ xylemเนื้อหา cytokinin ซับให้ตั้งใจเป็นเพราะเหตุใดพืช graftedจัดแสดงอัตราการเจริญเติบโตแตกต่างกัน ซับ xylem ของ atabcg14 มีมากต่ำระดับ cytokinins ในขณะที่ cypDM ได้ในระดับสูงชนิด iP cytokinins และระดับ cytokinin รวมที่ไม่ได้แตกต่างจากบรรดาของป่าชนิด (Fig. โตโยต้า) จึงมีแนวโน้มที่แบบ iPcytokinins ใน WT/cypDM จะถูกแปลงเป็นชนิด tZ ใน wildtypeยิงสนับสนุนยิงเจริญเติบโต เป็น CYP735A1 และ A2ยัง แสดงในการถ่ายภาพ แม้ว่าอยู่ในระดับต่ำ ดังนั้น ตราบเท่าที่รากหรือยิงสามารถสังเคราะห์ cytokinin (ในชนิดหนึ่งWT/atipt1; 3; 5; 7 หรือ WT/cypDM), และสามารถ translocate ได้ผ่านการxylem ยิงสามารถเจริญเติบโตตามปกติ อย่างไรก็ตาม เมื่อส่งของอย่างถู cytokinins จากราก (ใน WT/abcg14),เจริญเติบโตมีความบกพร่องทางด้านในการถ่ายภาพ กัน ผลของเราอย่างยิ่งแนะนำที่การสับเปลี่ยนงานของ tZ-ชนิดหรือชนิด iP cytokininsเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตยิงขาดในชนิด tZ cytokinins ในถ่ายภาพของ atabcg14พืชที่น่าจะ เรียกใช้กลไกชดเชยเพิ่มระดับ cytokinin (21); นิพจน์ของยีนที่เกี่ยวข้องในการสังเคราะห์ cytokinin ถูกกำหนดขึ้นใน atabcg14 (ฟิก S8), และดังนั้น cytokinins iP ชนิดชุกชุมมากใน atabcg14ยอด (Fig. 3) Intriguingly, atabcg14 รากจัดแสดงเพิ่มขึ้นcytokinin สังเคราะห์ (ฟิก S8) และชนิด iP cytokinin ระดับ (ฟิก3B), แม้จะมีระดับสูงรวม cytokinin (Fig. 3B) เหล่านี้ผลการแนะนำที่สัญญาณที่ heralds การ cytokinin ขาดเริ่มต้นในการยิง atabcg14 ส่งไปยังรากรากหลักของ atabcg14 ได้อย่างต่อเนื่องนานกว่าของชนิดป่า short-day สภาวะ (Fig. 1A), ทั้งสองเมื่อมีปลูกพืชในครึ่ง Murashige และ Skoog (MS)และ MGRL สื่อ และ phenotype นี้มีครบครัน โดยนิพจน์ของ AtABCG14 ใต้โปรโมเตอร์ของตนเอง (Fig. 1A และฟิกS2A) รากยาวหลักมี phenotype ทั่วไปของ cytokininrelatedสายพันธุ์ เช่นใน atipt1; 3; 5; 7 ควอด mutant (14), และoxidase cytokinin/overexpressing พืช (22), dehydrogenase ซึ่งประกอบด้วยระดับต่ำของ cytokinin แม้ว่าราก atabcg14 อยู่ระดับสูง cytokinin (Fig. 3B) และถูกปรับปรุงใน cytokinin ตามปกติ(ฟิก S9 A และ B), ค่าของ IAA3/สั้น Hypocoyl2(SHY2), ซึ่งถูกกำหนดขึ้น โดย cytokinin และบทบาทสำคัญในสร้างความแตกต่างของเซลล์ cytokinin mediated ในโซนเปลี่ยนราก(23), ไม่ขึ้นที่ปลายราก mutant atabcg14 (ฟิกS9B) นอกจากนี้ มีจำนวนราก apical meristem เซลล์สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญใน mutant กว่าชนิดป่า (ฟิก S9C),แสดงการแบ่งเซลล์เพิ่มขึ้นในกลายพันธุ์รากปลายยอดmeristem ผลลัพธ์เหล่านี้แนะนำว่า cytokinin เนื้อหา/ตามปกติเป็นไม่ดีเทอร์มิแนนต์แต่เพียงผู้เดียวของความยาวราก และ นอกจาก นี้ ที่การแทรกสัญญาณข้ามซับซ้อนอาจมีอยู่ระหว่าง cytokinin และออกซิน ที่ขยาย และเพิ่ม cytokinin เนื้อหา/ตามปกติในรากอาจมีผลต่อความยาวราก โดยเกี่ยวสัญญาณออกซิน ในสนับสนุนคำอธิบายนี้ cytokinin สูงเข้มข้นเป็นรายงานเพื่อเพิ่มการสังเคราะห์ออกซิน/ transduction สัญญาณออกซิน(24, 25), ซึ่งอาจส่งผลให้มี phenotype รากอีลองเกตได้ศึกษาเพิ่มเติมจะต้องถอดรหัสเหตุผลสำหรับการรากยาวหลักของ atabcg14 mutantLignin ลดเนื้อหาใน atabcg14 mutant(ฟิก S3) เพิ่มคำถามที่ว่าขนส่งนี้ยังทำหน้าที่เป็นการขนส่งแบบ monolignol เช่นอธิบายเมื่อเร็ว ๆ นี้ขนส่ง AtABCG29 ที่ส่งออกโดยเฉพาะแอลกอฮอล์ coumaryl(26) . อย่างไรก็ตาม ในกรณีของ AtABCG14 ผล ligninน่าจะ เป็นทางอ้อม การฟื้นตัวของ atabcg14 ยิง grafted ไปชนิดป่า rootstock (abcg14/WT) แนะนำว่า มีการขนส่งบทบาท ในสัญญาณทางไกล แทนที่ จะจัดหาในท้องถิ่นlignin precursors ดังนั้น จึงน่าที่ cytokinin ลดลงการปันส่วนการยิงนำไปสู่การลดสังเกตใน xylemพัฒนา และ จึง การลดในเนื้อหา ligninใน atabcg14นอกจาก ถูกลำเลียงจากรากไปยิง cytokininsต้องโหลดเข้าไปในเปลือกชั้นใน จึงดึงดูดการคาดการณ์ที่สมาชิกในครอบครัว Arbidopsis purine permease (AtPUP)ครอบครัวขนส่ง (เอนท์) equilibrative nucleoside ซึ่งทั้งสองมีการรายงานมา cytokinins และสารเคมีอื่น ๆ ด้วยโครงสร้างคล้าย (27 – 29), อาจจะเกี่ยวข้องในกระบวนการนี้ เนื่องจากโปรตีน AtPUP และเอนท์จะถูกเข้ารหัส โดยยีนที่อยู่ในครอบครัวยีน ก็มีแนวโน้มที่ phenotype เดียว และแม้สายพันธุ์คู่อาจไม่ได้สังเกต เนื่องจากความซ้ำซ้อนการทำงานครอบครัวสมาชิก (28) ระดับโทรศัพท์มือถือcytokinins ต้องขนส่งผ่านเยื่อพลาสมาและสุดท้ายเป็นลัม endoplasmic ที่ ตามผลล่าสุด cytokinin แปล receptors (30, 31) ไม่ใช่ปมมีปัจจุบันเป็นลักษณะเฉพาะของการ cytosolicผู้ส่งออกในกลุ่มดาวตาข่าย endoplasmicเบียดเบียน ผลของเราแสดงหลักฐานที่แข็งแกร่งที่AtABCG14 เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการโหลด cytokinins ใน xylem (ฟิก5 C) ให้มีการสับเปลี่ยน mediated โดย AtABCG14ยิงพัฒนา พร้อมประสานเจริญเติบโตยิงและราก โดยจัดส่งของมีศักยภาพในการเป็นสื่อกลางสัญญาณที่เปิดใช้งานการเติบโตที่สังเคราะห์ในหลักการยิง จำเป็นต้องมีการชี้แจงวิธีการจัดสรร AtABCG14การขนส่ง cytokinin กับ xylem ในราก โดยเฉพาะมันจะน่าสนใจ (i) กำหนดว่า AtABCG14ตรงขนส่ง cytokinins, (ii) ระบุ specificity พื้นผิวช่วง (iii) สร้างข้อมูลประจำตัวของหุ้นส่วน dimerization และ(iv) ทดสอบวิธีควบคุมกิจกรรม AtABCG14 ในการตอบสนองสิ่งแวดล้อมเงื่อนไขที่ให้เปลี่ยนแปลงการเจริญเติบโต

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ฟังก์ชั่น dimer AtABCG14 เป็นไซโตไคนิขนส่งสำหรับ
การโยกย้ายทางไกล เพื่อระบุพันธมิตร dimerization
ของ AtABCG14 เราสังเกต phenotypes 21 พืชที่น่าพิศวง
ในหมู่สมาชิกที่เหลือ 27 ABCG ครึ่งขนาดรวมทั้ง
สอง paralogs สมมุติ AtABCG14 แต่ไม่สามารถหาใด ๆ กับ
phenotypes คล้ายกับที่ของ atabcg14 (รูป. S7) ดังนั้นจึง
ยังคงที่จะกำหนดว่าภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่าง
จากผู้ที่ผ่านการทดสอบโดยเลอ Hir et al, (16), รูปแบบ ABCG14 homodimers
หรือคู่ค้าอื่น ๆ dimerize กับ AtABCG14 ที่จะสร้าง
หน่วยการทำงาน.
โยกย้ายของไซโตไคจากรากหน่อที่ดูเหมือนจะเป็น
สิ่งสำคัญสำหรับการเจริญเติบโตของการถ่ายปกติเพราะต้นตอ atabcg14
ล้มเหลวที่จะรองรับการเติบโตของการถ่ายป่าชนิด (รูปที่ 5 A และ B) ซึ่ง
ผลที่ได้คือสอดคล้องกับรายงานก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่า TZ ชนิด
cytokinins มีความจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของการถ่ายภาพและเอนไซม์
ที่สังเคราะห์ชนิดของไซโตไคนินี้จะแสดงส่วนใหญ่อยู่ใน
เส้นเลือดราก (8) อย่างไรก็ตามผลการวิจัยของเราขัดแย้งกับบรรดาของ
การศึกษาอื่น ๆ ที่บ่งบอกถึง cytokinins รากที่ได้มาจากที่ไม่จำเป็น
สำหรับการเจริญเติบโตยิง ความคิดนี้ขึ้นอยู่กับสองข้อสังเกต:
(i) ยอดป่าชนิดทาบลงบนรากของไซโตไคนิโอที
เทสกลายพันธุ์ที่น่าพิศวง, atipt1 3 5 7, แสดงปกติ
การเจริญเติบโต (10) และ (ii) เมื่อรากของ กลายพันธุ์คู่ของทั้งสอง
ยีนที่เกี่ยวข้องกับ TZ ชนิดสังเคราะห์ไซโตไคนิ, cyp735a1 cyp735a2
(cypDM) ถูกทาบลงบนยอดป่าชนิด (น้ำหนัก / cypDM) ถ่ายภาพ
การเจริญเติบโตก็คล้ายกับที่ของป่าประเภท (8) การวิเคราะห์ของเราของท่อน้ำ
หล่อเลี้ยงเนื้อหาไซโตไคนิให้เบาะแสว่าทำไมพืชทาบ
แสดงอัตราการเจริญเติบโตที่แตกต่างกัน นม xylem ของ atabcg14 มากมี
ระดับต่ำของไซโตไคขณะที่ cypDM มีระดับสูงของ
ไซโตไค iP ประเภทและระดับไซโตไคนิทั้งหมดที่ไม่ได้แตกต่างไปจาก
บรรดาป่าประเภท (รูป. 4D) ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่า iP ชนิด
cytokinins ใน WT / cypDM จะถูกแปลงเป็นประเภท TZ ใน wildtype
ยิงเพื่อรองรับการเติบโตยิงเป็น CYP735A1 A2 และมีการ
แสดงยังอยู่ในการถ่ายทำแม้จะอยู่ในระดับที่ต่ำ ดังนั้นตราบใดที่
ทั้งรากหรือยิงสามารถสังเคราะห์ชนิดของไซโตไคนิ (ในขณะที่
WT / atipt1 3 5 7 หรือ WT / cypDM) และสามารถโยกย้ายได้ผ่านทาง
ท่อน้ำยิงที่สามารถเจริญเติบโตได้ตามปกติ แต่เมื่อการขนส่งของ
ไซโตไคจากรากถูกบล็อกอย่างรุนแรง (ในขณะที่ WT / abcg14)
การเจริญเติบโตเป็นความบกพร่องในการถ่ายทำ ร่วมกันผลของเราขอ
ชี้ให้เห็นว่าการโยกย้ายการใช้งานของ TZ ชนิดหรือไซโตไค iP ชนิด
เป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตยิง.
ขาดในไซโตไค TZ ชนิดในยอดของ atabcg14
พืชดูเหมือนว่าจะมีการเปิดใช้งานกลไกการชดเชยที่จะเพิ่ม
ระดับไซโตไคนิ (21 ); การแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องใน
การสังเคราะห์เป็นไซโตไคนิขึ้นควบคุมใน atabcg14 (รูป. S8) และ
ดังนั้น cytokinins iP ชนิดมีความอุดมสมบูรณ์มากขึ้นในการ atabcg14
หน่อ (รูปที่. 3) น่าราก atabcg14 แสดงการเพิ่มขึ้นของ
การสังเคราะห์ไซโตไคนิ (รูป. S8) และระดับไซโตไคนิ iP ชนิด (รูป.
3B) แม้จะมีระดับไซโตไคนิรวมสูง (รูป. 3B) เหล่านี้
ผลการชี้ให้เห็นว่าสัญญาณที่ heralds ขาดไซโตไคนิ,
มาในการถ่าย atabcg14 ที่ถูกส่งไปยังราก.
รากหลักของ atabcg14 ได้อย่างต่อเนื่องนานกว่า
ผู้ที่ป่าประเภทภายใต้เงื่อนไขที่วันสั้น (รูป. 1A) ทั้งสอง
เมื่อพืชที่ปลูกในครึ่งหนึ่งของอาหารสูตร Murashige และ Skoog (MS)
และสื่อ MGRL และฟีโนไทป์นี้ได้รับการเติมเต็มด้วยการแสดงออก
ของ AtABCG14 ภายใต้โปรโมเตอร์ของตัวเอง (รูป. 1A และรูป.
S2A) รากหลักยาวฟีโนไทป์ทั่วไปของ cytokininrelated
กลายพันธุ์เช่น atipt1 3 5 7 กลายพันธุ์โอที (14) และ
ไซโตไคนิ oxidase / dehydrogenase พืช overexpressing (22) ซึ่ง
มีระดับต่ำของไซโตไคนิ แม้ว่าราก atabcg14 มี
ระดับไซโตไคนิสูง (รูป. 3B) และได้รับการเพิ่มขึ้นในการส่งสัญญาณไซโตไคนิ
(รูป. S9 A และ B) การแสดงออกของ IAA3 / สั้น Hypocoyl2
(SHY2) ซึ่งเป็นขึ้นควบคุมโดยไซโตไคนิและมีบทบาทสำคัญ ใน
ไซโตไคนิพึ่งแตกต่างของเซลล์ในโซนการเปลี่ยนแปลงราก
(23) ไม่ได้เพิ่มขึ้นที่ปลายรากของมนุษย์กลายพันธุ์ atabcg14 (รูป.
S9B) นอกจากนี้จำนวนของเซลล์เนื้อเยื่อปลายรากเป็น
อย่างมีนัยสำคัญที่สูงขึ้นในมนุษย์กลายพันธุ์กว่าในป่าประเภท (รูป. S9C)
แสดงให้เห็นการแบ่งเซลล์ที่เพิ่มขึ้นในปลายรากกลายพันธุ์
เนื้อเยื่อ ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าเนื้อหาของไซโตไคนิ / สัญญาณ
ไม่ได้เป็นปัจจัยเดียวที่ความยาวรากและยิ่งว่า
crosstalk ที่ซับซ้อนอาจจะมีอยู่ระหว่างออกซินและไซโตไคนิ
การขยายตัวและเพิ่มเนื้อหาไซโตไคนิ / สัญญาณในราก
อาจมีผลต่อความยาวรากเลตโดยการส่งสัญญาณออกซิน ใน
การสนับสนุนของคำอธิบายนี้ความเข้มข้นของไซโตไคนิสูง
รายงานเพื่อเพิ่มการสังเคราะห์ออกซินและ / หรือสัญญาณออกซิน
(24, 25) ซึ่งจะส่งผลในต้นรากยาว.
ศึกษาเพิ่มเติมเป็นสิ่งจำเป็นที่จะถอดรหัสเหตุผลสำหรับ
รากหลักยาว การกลายพันธุ์ atabcg14.
เนื้อหาลิกนินลดลงสังเกตได้ใน atabcg14 กลายพันธุ์
(รูป. S3) ก่อให้เกิดคำถามว่าการขนย้ายนี้ยังทำหน้าที่
เป็นผู้ขนส่ง monolignol เช่นเมื่อเร็ว ๆ นี้อธิบาย
ขนส่ง AtABCG29 ที่เฉพาะการส่งออก coumaryl เครื่องดื่มแอลกอฮอล์
(26) อย่างไรก็ตามในกรณีของ AtABCG14, ผลกระทบต่อลิกนิน
น่าจะเป็นทางอ้อม การฟื้นตัวของการถ่าย atabcg14 ทาบลงบน
ต้นตอป่าชนิด (abcg14 / น้ำหนัก) แสดงให้เห็นว่าผู้ขนส่งมี
บทบาทในการส่งสัญญาณทางไกลมากกว่าในการจัดหาท้องถิ่นของ
ลิกนินสารตั้งต้น ดังนั้นจึงเป็นไปได้มากว่าไซโตไคนิลด
การจัดสรรเพื่อการถ่ายทำจะนำไปสู่การลดลงสังเกตใน xylem
พัฒนาและดังนั้นการลดลงในเนื้อหาของลิกนิน
ใน atabcg14.
นอกจากนี้ยังถูกลำเลียงจากรากที่จะถ่ายทำ cytokinins
ต้องโหลดลงใน ใยเปลือกไม้ เป็นที่ดึงดูดที่จะคาดเดา
ว่าสมาชิกของ Arbidopsis permease purine (AtPUP) ครอบครัว
หรือ equilibrative ขนส่ง nucleoside (ENT) ครอบครัวทั้งสองที่
ได้รับรายงานจะใช้เวลาถึง cytokinins และสารเคมีอื่น ๆ ที่มี
โครงสร้างที่คล้ายกัน (27-29) อาจจะเป็น มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้ เพราะ
ทั้งสอง AtPUP หูคอจมูกและโปรตีนจะถูกเข้ารหัสโดยยีนที่อยู่ใน
ครอบครัวยีนก็มีแนวโน้มว่าฟีโนไทป์สำหรับเดียวและแม้กระทั่ง
กลายพันธุ์คู่ไม่สามารถสังเกตเห็นความผิดพลาดเนื่องจากการทำงาน
ในหมู่สมาชิกในครอบครัว (28) ในระดับเซลล์,
ไซโตไคจะต้องส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์พลาสม่า
และในที่สุดก็เข้าสู่ endoplasmic reticulum ซึ่งตาม
ผลล่าสุดผู้รับไซโตไคนิได้รับการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น (30, 31) ไม่มี
เบาะแสเป็นปัจจุบันสามารถใช้ได้เป็นตัวตนของ cytosolic
ส่งออกเข้าไปในร่างแห endoplasmic.
ในการสรุปผลของเราให้มีหลักฐานที่แข็งแกร่งที่
AtABCG14 เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการโหลด cytokinins เข้าไปในท่อน้ำ (รูป.
5C) โยกย้ายผู้ไกล่เกลี่ยโดย AtABCG14 มีผลกระทบที่ดี
ในการพัฒนายิงเช่นเดียวกับการเจริญเติบโตของการประสานงาน
ของการถ่ายและรากโดย mediating การจัดส่งของที่มีศักยภาพ
การเจริญเติบโตสัญญาณการเปิดใช้งานที่ถูกสังเคราะห์ในรากที่จะ
ยิง นอกจากนี้การทำงานเป็นสิ่งจำเป็นที่จะชี้แจงวิธีการก่อ AtABCG14
ในการขนส่งไปยังไซโตไคนิ xylem ในราก โดยเฉพาะ
มันจะน่าสนใจที่จะ (i) การตรวจสอบว่า AtABCG14
โดยตรงลำเลียง cytokinins (ii) ระบุเฉพาะเจาะจงพื้นผิว
ช่วง (iii) สร้างเอกลักษณ์ของพันธมิตร dimerization และ
(iv) การทดสอบวิธีการกิจกรรม AtABCG14 ถูกควบคุมในการตอบสนอง สิ่งแวดล้อม
เงื่อนไขว่าการเปลี่ยนแปลงที่พร้อมท์ในการเจริญเติบโต

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

atabcg14 หน้าที่เป็น dimer ) สำหรับ
โยกย้ายขนส่งทางไกล ระบุคู่ของสหชาต
atabcg14 เราตรวจสอบฟีโนไทป์ของพืชมหัศจรรย์
21 ระหว่าง 27 เหลือขนาดครึ่ง abcg สมาชิก รวมทั้ง
2 paralogs การแสดงออกของ atabcg14 แต่ไม่สามารถหาใด ๆ กับ
เกิดคล้ายกับที่ของ atabcg14 ( รูป S7 ) ดังนั้นจึง
ยังคงที่จะตัดสินใจว่าภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกัน
จากที่ได้ทดสอบโดย Le hir et al . ( 16 ) , abcg14 รูปแบบ homodimers
หรือคู่ค้าอื่น ๆแคบกับ atabcg14 ฟอร์ม

หน่วยหน้าที่ การเคลื่อนย้ายของไซโตไคนินจากรากถึงยอด ปรากฏเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการยิงปกติ

atabcg14 ต้นตอ เพราะล้มเหลวในการสนับสนุนของการยิง ( ภาพที่ 5 A และ B ) นี้
ผลสอดคล้องกับรายงานก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่า TZ ประเภท
ไซโตไคนินที่จําเป็นสําหรับการเจริญเติบโตยิงและเอนไซม์ที่สังเคราะห์
) ประเภทนี้ส่วนใหญ่จะแสดงใน
ราก vasculature ( 8 ) อย่างไรก็ตาม การค้นพบของเราขัดแย้งกับบรรดา
การศึกษาอื่น ๆที่บ่งบอกว่ารากได้ไซโตไคนินจะไม่สําคัญ
สำหรับการยิง ความคิดนี้ขึ้นอยู่กับการสังเกต :
2( ผม ) ของยอดกราฟต์ลงบนรากของความเป็นสุดยอด )
และกลายพันธุ์ atipt1 ; 3 ; 5 ; 7 , มีการเจริญเติบโตปกติ
( 10 ) และ ( ii ) เมื่อรากของคู่ที่กลายพันธุ์ของยีนที่เกี่ยวข้องกับประเภท 2
) cyp735a1 TZ ใน , cyp735a2
( cypdm ) , กราฟต์ลงบนของยอด ( wt / cypdm ) ยิง
การเจริญเติบโตเป็นคล้ายกับที่ของชนิดป่า ( 8 ) การวิเคราะห์ของเรา
ของไซเลมเนื้อหา ) SAP ให้เบาะแสว่าทำไมกราฟพืช
มีอัตราการเจริญเติบโตที่แตกต่างกัน ส่วนไซเลม SAP ของ atabcg14 มีมาก
ระดับต่ำของไซโตไคนิน ขณะที่ cypdm มีระดับสูงของ
IP ชนิดไซโตไคนินและระดับ ) ทั้งหมดที่ไม่ได้แตกต่างจาก
บรรดาประเภทป่า ( รูป 4D ) จึงมีแนวโน้มว่า IP ชนิด
ไซโตไคนินใน WT / cypdm จะถูกแปลงเป็น TZ พิมพ์ใน wildtype
ยิงสนับสนุนการยิงเป็น cyp735a1 A2 เป็น
ยังแสดงในยิงแม้ว่าในระดับต่ำ ดังนั้น ตราบใดที่
ทั้งราก หรือ ยิง สามารถสังเคราะห์ประเภท ) ( เช่นใน
WT / atipt1 ; 3 ; 5 ; 7 หรือ WT / cypdm ) และสามารถโยกย้ายผ่าน
ไซเลม หน่อสามารถเจริญเติบโตได้ตามปกติ อย่างไรก็ตาม เมื่อขนส่ง
ไซโตไคนินจากรากอย่างรุนแรง บล็อก ( เช่น WT / abcg14 )
การเจริญเติบโตบกพร่องในการยิง เข้าด้วยกัน ผลที่เราขอแนะนำว่า การโยกย้ายงานของ
ประเภท TZ หรือ IP ชนิดไซโตไคนิน
เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตยิง
ขาดใน TZ ชนิดไซโตไคนินในหน่อของพืช atabcg14
ดูเหมือนจะใช้งานทดแทนกลไกเพื่อเพิ่มระดับ
) ( 21 )การแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องในวิถีการสังเคราะห์ไซโตไคนินสามารถใน atabcg14

( รูปที่ s8 ) , และจากนั้น ไอพี ไซโตไคนินชนิดมากขึ้นมากใน atabcg14
ยิง ( รูปที่ 3 ) ฟังดู รากมีเพิ่มขึ้นในระดับ atabcg14
) ( รูปที่ s8 ) และ IP ประเภท ) ระดับ ( รูป
3B ) , แม้จะมีสูงทั้งหมด ( รูปที่ 3B ) ระดับ ) เหล่านี้
พบว่าสัญญาณที่ heralds ) ขาด
มาใน atabcg14 ยิง จะถูกส่งไปยังราก รากหลักของ atabcg14

เสมอมากกว่าที่ประเภทของป่าภายใต้สภาพวันสั้น ( รูปที่ 1A ) ทั้ง
เมื่อพืชเติบโตบนอาหารสูตร Murashige และ Skoog ( MS )
- ครึ่ง mgrl และสื่อ และการเป็น complemented โดยการแสดงออก
ของ atabcg14 ภายใต้โปรโมเตอร์ของมันเอง ( รูปที่ 1A และมะเดื่อ
s2a ) ยาวรากเป็นหลักการทั่วไปของ cytokininrelated
กลายพันธุ์ เช่น atipt1 ; 3 ; 5 ; 7 สี่กลายพันธุ์ ( 14 ) ,
) / เนส overexpressing ของพืช ( 22 ) ซึ่ง
ประกอบด้วยระดับต่ำ ) . แม้ว่าราก atabcg14 ที่มีอยู่
ระดับ ) สูง ( รูปที่ 3B ) และเพิ่มขึ้นในการส่งสัญญาณ
( รูป )S9 A และ B ) , การแสดงออกของ iaa3 สั้น hypocoyl2
( shy2 ) ซึ่งถูกกระตุ้นโดยไซโตไคนินและมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนสภาพของเซลล์ (
) ในรากการเปลี่ยนโซน
( 23 ) ไม่ได้เพิ่มขึ้นที่ปลายรากฟันของ atabcg14 กลายพันธุ์ ( รูป
s9b ) นอกจากนี้ ตัวเลขของเนื้อเยื่อเจริญส่วนปลายรากเซลล์คือ
สูงกว่าในกลายพันธุ์กว่าในประเภทป่า ( รูป
s9c )แสดงการเพิ่มการแบ่งตัวของเซลล์ในกลายพันธุ์เนื้อเยื่อเจริญปลายราก
. ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า ไซโทไคนินเนื้อหา / ส่งสัญญาณเป็น
ไม่ปัจจัย แต่เพียงผู้เดียวของความยาวรากและส่วนที่ซับซ้อนอาจจะอยู่ระหว่าง
งานเขียนของฮารูกิ มูราคามิ และไซโตไคนินออกซิน .
ขยายและปรับปรุง ) เนื้อหา / การส่งสัญญาณในราก
อาจมีผลต่อความยาวรากโดยของออกซิน ส่งสัญญาณ ใน
การสนับสนุนของคำอธิบายนี้ ความเข้มข้นของไรโบเฟลวินสูง
รายงานเพิ่มวิถีการสังเคราะห์ออกซินและ / หรือระดับสัญญาณพลังงาน
( 24 , 25 ) ซึ่งจะส่งผลให้รากยาว + .
ศึกษาเพิ่มเติมเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อถอดรหัสเหตุผล
รากแก้วยาวของ atabcg14 กลายพันธุ์ .
ลดลิกนินและเนื้อหา ใน atabcg14 กลายพันธุ์
( ฟิคS3 ) ยกคำถามว่าขนส่งนี้ยังทำหน้าที่
เป็น monolignol ขนส่ง เช่น เมื่อเร็ว ๆนี้อธิบาย
atabcg29 ขนส่งที่โดยเฉพาะการส่งออกคูมาริลแอลกอฮอล์
( 26 ) อย่างไรก็ตาม ในกรณีของ atabcg14 ผลของลิกนิน
ดูเหมือนจะเป็นทางอ้อม การกู้คืนของ atabcg14 ยิงต่อกิ่งบนต้นตอของ
( abcg14 / wt ) แสดงให้เห็นว่ามี
ขนส่งบทบาทในการส่งสัญญาณทางไกล มากกว่า ในการจัดหาท้องถิ่น
สารลิกนิน . ดังนั้น มันมีโอกาสมากที่ลดลง )
จัดสรรไปยิง นำไปสู่การพัฒนาและไซเลม
และดังนั้นการลดลิกนินใน atabcg14
.
นอกจากจะถูกส่งจากรากไปยิง ไซโตไคนิน
ต้องโหลดลงในโฟลเ .มันเป็นที่ดึงดูดเพื่อการเก็งกำไร
ที่สมาชิกของ arbidopsis พิวรีน permease ( atpup ) ครอบครัว
หรือ equilibrative นิวคลิโอไซด์ ( ENT ) ครอบครัวขนส่ง ซึ่งทั้งสอง
มีการรายงานใช้ไซโตไคนินและสารเคมีอื่น ๆที่มีโครงสร้างคล้าย
( 27 – 29 ) , อาจจะเกี่ยวข้องกับกระบวนการนี้ เพราะทั้ง atpup
และโปรตีนจะถูกใช้โดยยีนที่เป็นยีนครอบครัว

,มันมีแนวโน้มว่า การเดี่ยวและคู่ไม่สามารถตรวจสอบสายพันธุ์

) เนื่องจากการทำงานของสมาชิกในครอบครัว ( 28 ) ในระดับเซลล์ ,
ไซโตไคนินจะต้องขนส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
และในที่สุดในกลุ่มดาวงู (

, ที่ , ตามผลล่าสุด ตัวรับเป็นภาษาท้องถิ่น ) ( 30 , 31 ) ไม่มี
ปมอยู่ปัจจุบันเป็นเอกลักษณ์ของผู้ส่งออกใน endoplasmic reticulum cytosolic
.
สรุป ผลให้หลักฐานว่า
atabcg14 ที่สําคัญโหลดไซโตไคนินในไซเลม ( รูป
5 ) การโยกย้ายระดับ โดย atabcg14 มี
ผลกระทบที่ดีในการพัฒนาการถ่ายภาพ ตลอดจนประสานงานการเจริญเติบโต
ของต้นและรากโดยขณะส่งมอบต้า
การเจริญเติบโตกระตุ้นสัญญาณที่สังเคราะห์ได้ในรากกับ
ยิง งานต่อไปคือ ต้องชี้แจงว่า atabcg14 มีส่วนช่วย
เพื่อ ) การขนส่งไปยังไซเลมในราก โดย
มันจะน่าสนใจเพื่อ ( 1 ) ศึกษาว่า atabcg14
ตรงขนส่งไซโตไคนิน ( 2 ) ระบุวัสดุเพาะ
ช่วง( 3 ) สร้างเอกลักษณ์ของสหชาตพันธมิตรและ
( 4 ) ทดสอบว่า atabcg14 กิจกรรมการควบคุมในการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม
เงื่อนไขที่การเปลี่ยนแปลงในการเจริญเติบโต