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The New phytologist2013Sep01Vol.199issue(4)

Wuschelクレードのシンオモルフィーは、種子植物の最後の共通の祖先が少なくとも4つの独立した幹細胞ニッチを含んでいたことを示唆しています

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

植物の建築に取り組む進化研究により、メリステムの組織学と機能の違いに基づいた、陸上植物放射の低下の間のいくつかの重要な二分法が明らかになりました。ここでは、Wox(Wuschel関連のホームボックス)遺伝子ファミリーの幹細胞促進ウシェル(WUS)クレードの遺伝子に基づく陸上植物の進化中の異なる幹細胞ニッチの確立を評価します。Wox遺伝子矯正は、全長WOXタンパク質配列の系統解析によって対処され、細胞発現パターン研究はプロセス相同性を示しています。WUSクレードの遺伝子増幅は、現存するgymnospermsと被子植物の最後の共通祖先(LCA)に存在していました。複雑な多細胞シュートと根の分裂組織の進化は、WUS/WOX5サブブランチのメンバーに関連していますが、周辺およびプレート分裂組織または血管膜の進化は、それぞれWOX3とWOX4を上昇させた遺伝子重複に関連しています。4番目のWUSクレードメンバーであるWox2は、初期胚形成中に頂端細胞運命の仕様のために明らかに募集されたようです。Wox3とWox4の進化と機能的相互作用は、おそらく葉の発達の新しいモードを促進した可能性があり、その活動における進化的適応は、種子植物の葉の形状と建築の大きな多様性に貢献しています。

植物の建築に取り組む進化研究により、メリステムの組織学と機能の違いに基づいた、陸上植物放射の低下の間のいくつかの重要な二分法が明らかになりました。ここでは、Wox(Wuschel関連のホームボックス)遺伝子ファミリーの幹細胞促進ウシェル(WUS)クレードの遺伝子に基づく陸上植物の進化中の異なる幹細胞ニッチの確立を評価します。Wox遺伝子矯正は、全長WOXタンパク質配列の系統解析によって対処され、細胞発現パターン研究はプロセス相同性を示しています。WUSクレードの遺伝子増幅は、現存するgymnospermsと被子植物の最後の共通祖先(LCA)に存在していました。複雑な多細胞シュートと根の分裂組織の進化は、WUS/WOX5サブブランチのメンバーに関連していますが、周辺およびプレート分裂組織または血管膜の進化は、それぞれWOX3とWOX4を上昇させた遺伝子重複に関連しています。4番目のWUSクレードメンバーであるWox2は、初期胚形成中に頂端細胞運命の仕様のために明らかに募集されたようです。Wox3とWox4の進化と機能的相互作用は、おそらく葉の発達の新しいモードを促進した可能性があり、その活動における進化的適応は、種子植物の葉の形状と建築の大きな多様性に貢献しています。

Evolutionary studies addressing plant architecture have uncovered several significant dichotomies between lower and higher land plant radiations, which are based on differences in meristem histology and function. Here, we assess the establishment of different stem cell niches during land plant evolution based on genes of the stem cell-promoting WUSCHEL (WUS) clade of the WOX (WUSCHEL-related homeobox) gene family. WOX gene orthology was addressed by phylogenetic analyses of full-length WOX protein sequences and cellular expression pattern studies indicate process homology. Gene amplifications in the WUS clade were present in the last common ancestor (LCA) of extant gymnosperms and angiosperms. Whereas the evolution of complex multicellular shoot and root meristems relates to members in the WUS/WOX5 sub-branch, the evolution of marginal and plate meristems or the vascular cambium is associated with gene duplications that gave rise to WOX3 and WOX4, respectively. A fourth WUS clade member, WOX2, was apparently recruited for apical cell fate specification during early embryogenesis. The evolution and functional interplay of WOX3 and WOX4 possibly promoted a novel mode of leaf development, and evolutionary adaptations in their activities have contributed to the great diversity in shape and architecture of leaves in seed plants.

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