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学术进展2023年8月3日，李杰婕教授课题组在New Phytologist (IF: 10.323)上发表题为”Basally distributed actin array drives embryonic hypocotyl elongation during the seed-to-seedling transition in Arabidopsis”的研究性文章。李杰婕教授为本文通讯作者，2022级博士研究生崔璇为第一作者，已毕业的博士研究生邹敏霞为第二作者，北京师范大学为第一完成单位。
图1. 向基性微丝列阵介导萌发阶段下胚轴细胞伸长模式图
种子萌发是种子植物通过有性生殖产生后代的关键过程，伴随着细胞及代谢水平的剧烈变化。研究表明，从种子萌发到幼苗形态建成的发育转变主要是由下胚轴细胞快速伸长来驱动。微丝骨架作为细胞骨架的重要组成部分，通过动态重排形成不同的列阵在调控细胞极性建立和细胞生长中发挥重要作用，并且当植物肌动蛋白缺失时会导致种子萌发延迟以及萌发率降低。然而，微丝骨架在种子萌发过程中的动态和调控种子到幼苗发育转变的分子机制尚不清楚。
图2. 李杰婕教授课题组全体成员
在本研究中，作者通过活细胞成像观察了不同萌发阶段时下胚轴表皮细胞中微丝列阵的重排。结果显示，种子萌发过程中下胚轴细胞微丝列阵经历了剧烈的动态变化，尤其在下胚轴快速伸长时，细胞中的微丝会逐渐朝基部聚集形成桶状的微丝列阵。进一步的研究发现，这种微丝列阵主要由沿细胞纵向平行排布的微丝束连接细胞基部的微丝帽组成。通过对下胚轴细胞伸长速率和微丝列阵的定量分析，作者阐明了向基性微丝列阵的组装驱动种子萌发过程中下胚轴细胞伸长的重要作用。此外，该微丝列阵还会导致下胚轴细胞器的极性定位。遗传学证据表明由Formin介导的微丝聚合和由myosin驱动的微丝定向移动共同参与了向基性微丝列阵的组装。在fh1-1和xi3ko突变体中，该微丝列阵不能形成，且下胚轴细胞伸长被抑制。总而言之，本研究报道了一种新的微丝排布方式，并阐明了其组装的分子机制及其在下胚轴细胞伸长中的重要生理功能。该工作得到了国家自然科学基金（92054101和32122013）的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1111/nph.19149