ການເຕີບໂຕຂອງຍອດ apical meristem (SAM) ແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບຖາປັດຕະຍະຂອງລໍາຕົ້ນ. ຮໍໂມນພືດgibberellins(GAs) ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການປະສານງານການເຕີບໂຕຂອງພືດ, ແຕ່ບົດບາດຂອງພວກມັນຢູ່ໃນ SAM ຍັງມີຄວາມເຂົ້າໃຈບໍ່ດີ. ທີ່ນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ພັດທະນາຕົວເຊັນເຊີອັດຕາສ່ວນ GA ຂອງສັນຍານ GA ໂດຍວິສະວະກໍາທາດໂປຼຕີນຈາກ DELLA ເພື່ອສະກັດກັ້ນການທໍາງານຂອງກົດລະບຽບທີ່ຈໍາເປັນໃນການຕອບສະຫນອງການຖ່າຍທອດ GA ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາການເຊື່ອມໂຊມຂອງມັນຕາມການຮັບຮູ້ GA. ພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ biosensor ທີ່ອີງໃສ່ການຍ່ອຍສະຫຼາຍນີ້ບັນທຶກການປ່ຽນແປງໃນລະດັບ GA ແລະການຮັບຮູ້ໂທລະສັບມືຖືໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງໃນລະຫວ່າງການພັດທະນາ. ພວກເຮົາໄດ້ໃຊ້ biosensor ນີ້ເພື່ອແຜນທີ່ກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ໃນ SAM. ພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສັນຍານ GA ສູງແມ່ນມີຢູ່ໃນຈຸລັງທີ່ຕັ້ງຢູ່ລະຫວ່າງ primordia ອະໄວຍະວະ, ເຊິ່ງເປັນຄາຣະວາຂອງຈຸລັງ internode. ການນໍາໃຊ້ວິທີການຮັບ - ແລະການສູນເສຍການທໍາງານ, ພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນຕື່ມອີກວ່າ GA ຄວບຄຸມທິດທາງຂອງຍົນການແບ່ງຈຸລັງ, ການສ້າງຕັ້ງອົງການຈັດຕັ້ງຂອງຈຸລັງ canonical ຂອງ internodes, ດັ່ງນັ້ນການສົ່ງເສີມການກໍານົດຂອງ internode ໃນ SAM.
ກ້ານໃບ apical meristem (SAM), ຕັ້ງຢູ່ປາຍຍອດ, ປະກອບມີ niche ຂອງ stem cells ທີ່ມີກິດຈະກໍາສ້າງອະໄວຍະວະຂ້າງແລະຂໍ້ຂອງລໍາຕົ້ນໃນຮູບແບບ modular ແລະຊ້ໍາກັນຕະຫຼອດຊີວິດຂອງພືດ. ແຕ່ລະຫນ່ວຍທີ່ເຮັດຊ້ຳເຫຼົ່ານີ້, ຫຼືຂໍ້ຂອງພືດ, ປະກອບມີ internodes ແລະອະໄວຍະວະຂ້າງໆຢູ່ທີ່ຂໍ້, ແລະ meristems ຂ້າງໃນ axils ຂອງໃບ1. ການຂະຫຍາຍຕົວແລະການຈັດຕັ້ງຂອງຂໍ້ຂອງພືດມີການປ່ຽນແປງໃນລະຫວ່າງການພັດທະນາ. ໃນ Arabidopsis, ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ internodal ແມ່ນຖືກສະກັດກັ້ນໃນລະຫວ່າງຂັ້ນຕອນຂອງການຈະເລີນເຕີບໂຕ, ແລະ meristems ຢູ່ທາງຂ້າງຍັງຄົງຢູ່ຕາມ axils ຂອງໃບ rosette. ໃນໄລຍະການຫັນປ່ຽນໄປສູ່ໄລຍະ floral, SAM ກາຍເປັນ meristem ຊໍ່ດອກ, ການສ້າງ internodes ຍາວແລະຕາຢູ່ດ້ານຂ້າງ, ກິ່ງງ່າຢູ່ໃນ axils ຂອງໃບ cauline, ແລະຕໍ່ມາ, ດອກທີ່ບໍ່ມີໃບ2. ເຖິງແມ່ນວ່າພວກເຮົາໄດ້ມີຄວາມຄືບຫນ້າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນການເຂົ້າໃຈກົນໄກທີ່ຄວບຄຸມການເລີ່ມຕົ້ນຂອງໃບ, ດອກ, ແລະກິ່ງງ່າ, ຂ້ອນຂ້າງບໍ່ຄ່ອຍຮູ້ກ່ຽວກັບວິທີການ internodes ເກີດຂື້ນ.
ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບການແຜ່ກະຈາຍ spatiotemporal ຂອງ GAs ຈະຊ່ວຍໃຫ້ເຂົ້າໃຈດີຂຶ້ນກ່ຽວກັບຫນ້າທີ່ຂອງຮໍໂມນເຫຼົ່ານີ້ຢູ່ໃນເນື້ອເຍື່ອຕ່າງໆແລະໃນຂັ້ນຕອນການພັດທະນາທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ການເບິ່ງເຫັນການເຊື່ອມໂຊມຂອງ RGA-GFP fusion ສະແດງອອກພາຍໃຕ້ການປະຕິບັດຂອງຜູ້ສົ່ງເສີມຂອງຕົນເອງໃຫ້ຂໍ້ມູນທີ່ສໍາຄັນກ່ຽວກັບກົດລະບຽບຂອງລະດັບ GA ທັງຫມົດໃນ roots15,16. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການສະແດງອອກຂອງ RGA ແຕກຕ່າງກັນໄປທົ່ວເນື້ອເຍື່ອ 17 ແລະຖືກຄວບຄຸມໂດຍ GA18. ດັ່ງນັ້ນ, ການສະແດງອອກທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງຜູ້ສົ່ງເສີມ RGA ອາດຈະເຮັດໃຫ້ຮູບແບບ fluorescence ສັງເກດເຫັນກັບ RGA-GFP ແລະດັ່ງນັ້ນວິທີການນີ້ບໍ່ແມ່ນປະລິມານ. ບໍ່ດົນມານີ້, fluorescein bioactive (Fl)-labeled GA19,20 ເປີດເຜີຍການສະສົມຂອງ GA ໃນ endocortex ຮາກແລະລະບຽບການຂອງລະດັບ cellular ຂອງຕົນໂດຍການຂົນສົ່ງ GA. ບໍ່ດົນມານີ້, ເຊັນເຊີ GA FRET nlsGPS1 ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າລະດັບ GA ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຍືດຕົວຂອງເຊນໃນຮາກ, ເສັ້ນໃຍ, ແລະ hypocotyls 21 ທີ່ເຕີບໂຕຊ້ໍາ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ດັ່ງທີ່ພວກເຮົາໄດ້ເຫັນ, ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ GA ບໍ່ແມ່ນຕົວກໍານົດການພຽງແຕ່ຄວບຄຸມກິດຈະກໍາສັນຍານ GA, ຍ້ອນວ່າມັນຂຶ້ນກັບຂະບວນການຮັບຮູ້ທີ່ສັບສົນ. ທີ່ນີ້, ການສ້າງຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບເສັ້ນທາງສັນຍານ DELLA ແລະ GA, ພວກເຮົາລາຍງານການພັດທະນາແລະລັກສະນະຂອງ biosensor ອັດຕາສ່ວນການຍ່ອຍສະຫຼາຍສໍາລັບສັນຍານ GA. ເພື່ອພັດທະນາຊີວະເຊັນເຊີປະລິມານນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ໃຊ້ GA-sensitive RGA ທີ່ປ່ຽນໄປເປັນທາດໂປຼຕີນຈາກ fluorescent ແລະສະແດງອອກຢູ່ທົ່ວໆໄປໃນເນື້ອເຍື່ອ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບທາດໂປຼຕີນຈາກ fluorescent GA-insensitive. ພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ fusions ທາດໂປຼຕີນຈາກ RGA mutant ບໍ່ແຊກແຊງການສົ່ງສັນຍານ GA endogenous ເມື່ອສະແດງອອກຢູ່ທົ່ວທຸກມຸມ, ແລະວ່າ biosensor ນີ້ສາມາດປະເມີນກິດຈະກໍາສັນຍານທີ່ເກີດຈາກທັງການປ້ອນຂໍ້ມູນ GA ແລະການປະມວນຜົນສັນຍານ GA ໂດຍອຸປະກອນການຮັບຮູ້ທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງ spatiotemporal. ພວກເຮົາໃຊ້ biosensor ນີ້ເພື່ອສ້າງແຜນທີ່ການແຈກຢາຍ spatiotemporal ຂອງກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ແລະປະລິມານວິທີການ GA ຄວບຄຸມພຶດຕິກໍາຂອງເຊນໃນ SAM epidermis. ພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ GA ຄວບຄຸມການປະຖົມນິເທດຂອງຍົນການແບ່ງຈຸລັງ SAM ທີ່ຕັ້ງຢູ່ລະຫວ່າງອະໄວຍະວະ primordia, ດັ່ງນັ້ນການກໍານົດອົງການຈັດຕັ້ງຂອງຈຸລັງ canonical ຂອງ internode.
ສຸດທ້າຍ, ພວກເຮົາໄດ້ຖາມວ່າ qmRGA ສາມາດລາຍງານການປ່ຽນແປງໃນລະດັບ GA endogenous ໂດຍໃຊ້ hypocotyls ການຂະຫຍາຍຕົວ. ພວກເຮົາກ່ອນຫນ້ານີ້ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ nitrate ກະຕຸ້ນການເຕີບໂຕໂດຍການເພີ່ມການສັງເຄາະ GA ແລະເຮັດໃຫ້ການເຊື່ອມໂຊມຂອງ DELLA34. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາສັງເກດເຫັນວ່າຄວາມຍາວຂອງ hypocotyl ໃນ pUBQ10::qmRGA ເບ້ຍທີ່ປູກພາຍໃຕ້ການສະຫນອງ nitrate ອຸດົມສົມບູນ (10 mM NO3−) ແມ່ນຍາວກວ່ານັ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນເບ້ຍທີ່ປູກພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການຂາດ nitrate (ຕື່ມໃນຮູບ 6a). ສອດຄ່ອງກັບການຕອບສະຫນອງການຂະຫຍາຍຕົວ, ສັນຍານ GA ແມ່ນສູງກວ່າໃນ hypocotyls ຂອງເບ້ຍທີ່ປູກພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂ 10 mM NO3− ກ່ວາໃນເບ້ຍທີ່ປູກໃນເວລາທີ່ບໍ່ມີ nitrate (ຕື່ມ Fig. 6b, c). ດັ່ງນັ້ນ, qmRGA ຍັງຊ່ວຍໃຫ້ການຕິດຕາມການປ່ຽນແປງຂອງສັນຍານ GA ທີ່ຖືກກະຕຸ້ນໂດຍການປ່ຽນແປງ endogenous ໃນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນ GA.
ເພື່ອເຂົ້າໃຈວ່າກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ທີ່ກວດພົບໂດຍ qmRGA ແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ GA ແລະການຮັບຮູ້ GA, ຕາມທີ່ຄາດໄວ້ໂດຍອີງໃສ່ການອອກແບບເຊັນເຊີ, ພວກເຮົາໄດ້ວິເຄາະການສະແດງອອກຂອງສາມ GID1 receptors ໃນເນື້ອເຍື່ອຈະເລີນພັນແລະຈະເລີນພັນ. ໃນເບ້ຍ, ສາຍລາຍງານຂອງ GID1-GUS ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ GID1a ແລະ c ໄດ້ຖືກສະແດງອອກສູງໃນ cotyledons (ຮູບ 3a-c). ນອກຈາກນັ້ນ, ທັງສາມ receptors ສະແດງອອກໃນໃບ, ຮາກ primordia ຂ້າງ, ປາຍຮາກ (ຍົກເວັ້ນຝາຮາກຂອງ GID1b), ແລະລະບົບເສັ້ນເລືອດ (ຮູບ 3a-c). ໃນຊໍ່ດອກ SAM, ພວກເຮົາກວດພົບສັນຍານ GUS ພຽງແຕ່ສໍາລັບ GID1b ແລະ 1c (ຮູບເພີ່ມເຕີມ 7a–c). In situ hybridization ຢືນຢັນຮູບແບບການສະແດງອອກເຫຼົ່ານີ້ແລະສະແດງໃຫ້ເຫັນຕື່ມອີກວ່າ GID1c ໄດ້ຖືກສະແດງອອກຢ່າງເທົ່າທຽມກັນໃນລະດັບຕ່ໍາໃນ SAM, ໃນຂະນະທີ່ GID1b ສະແດງໃຫ້ເຫັນການສະແດງອອກທີ່ສູງຂຶ້ນຢູ່ຮອບນອກຂອງ SAM (ຕື່ມ Fig. 7d–l). ການ fusion ການແປພາສາ pGID1b::2xmTQ2-GID1b ຍັງເປີດເຜີຍລະດັບການສະແດງອອກຂອງ GID1b, ຈາກຕົວສະແດງຕ່ໍາຫຼືບໍ່ມີຢູ່ໃນໃຈກາງຂອງ SAM ໄປຫາການສະແດງອອກສູງຢູ່ທີ່ຊາຍແດນຂອງອະໄວຍະວະ (ຮູບເພີ່ມເຕີມ 7m). ດັ່ງນັ້ນ, GID1 receptors ບໍ່ໄດ້ຖືກແຈກຢາຍຢ່າງເທົ່າທຽມກັນໃນທົ່ວແລະພາຍໃນແພຈຸລັງ. ໃນການທົດລອງຕໍ່ມາ, ພວກເຮົາຍັງໄດ້ສັງເກດເຫັນວ່າການສະແດງອອກຫຼາຍເກີນໄປຂອງ GID1 (pUBQ10::GID1a-mCherry) ເພີ່ມຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງ qmRGA ໃນ hypocotyls ຕໍ່ກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ GA ພາຍນອກ (ຮູບ 3d, e). ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, fluorescence ທີ່ວັດແທກໂດຍ qd17mRGA ໃນ hypocotyl ແມ່ນ insensitive ກັບການປິ່ນປົວ GA3 (ຮູບ 3f, g). ສໍາລັບການວິເຄາະທັງສອງ, ເບ້ຍໄດ້ຖືກປະຕິບັດດ້ວຍຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນສູງຂອງ GA (100 μM GA3) ເພື່ອປະເມີນພຶດຕິກໍາຢ່າງໄວວາຂອງເຊັນເຊີ, ບ່ອນທີ່ຄວາມສາມາດໃນການຜູກມັດກັບ receptor GID1 ໄດ້ຖືກປັບປຸງຫຼືສູນເສຍ. ຮ່ວມກັນ, ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ຢືນຢັນວ່າ qmRGA biosensor ເຮັດຫນ້າທີ່ປະສົມປະສານເປັນເຊັນເຊີ GA ແລະ GA, ແລະແນະນໍາວ່າການສະແດງອອກທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ GID1 receptor ສາມາດ modulate emissivity ຂອງເຊັນເຊີໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.
ມາຮອດປະຈຸບັນ, ການແຈກຢາຍສັນຍານ GA ໃນ SAM ຍັງບໍ່ຈະແຈ້ງ. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາໃຊ້ພືດສະແດງຜົນ qmRGA ແລະ pCLV3::mCherry-NLS stem cell reporter35 ເພື່ອຄິດໄລ່ແຜນທີ່ປະລິມານທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງຂອງກິດຈະກໍາສັນຍານ GA, ໂດຍເນັ້ນໃສ່ຊັ້ນ L1 (epidermis; Fig. 4a, b, ເບິ່ງວິທີການແລະວິທີການເສີມ a), ບົດບາດສໍາຄັນຂອງການເຕີບໂຕຂອງ L136. ທີ່ນີ້, pCLV3::mCherry-NLS ສະແດງອອກເປັນຈຸດອ້າງອິງເລຂາຄະນິດຄົງທີ່ສໍາລັບການວິເຄາະການແຈກຢາຍ spatiotemporal ຂອງກິດຈະກໍາສັນຍານ GA37. ເຖິງແມ່ນວ່າ GA ຖືວ່າເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບການພັດທະນາອະໄວຍະວະຂ້າງຄຽງ 4, ພວກເຮົາສັງເກດເຫັນວ່າສັນຍານ GA ຕ່ໍາຢູ່ໃນ floral primordium (P) ເລີ່ມຕົ້ນຈາກຂັ້ນຕອນ P3 (ຮູບ 4a, b), ໃນຂະນະທີ່ P1 ແລະ P2 primordiums ຫນຸ່ມມີກິດຈະກໍາປານກາງທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບພາກກາງ (ຮູບ 4a, b). ກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ທີ່ສູງຂຶ້ນໄດ້ຖືກກວດພົບຢູ່ໃນຂອບເຂດ primordium ຂອງອະໄວຍະວະ, ເລີ່ມຕົ້ນທີ່ P1/P2 (ຢູ່ດ້ານຂ້າງຂອງເຂດແດນ) ແລະສູງສຸດທີ່ P4, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບໃນທຸກຈຸລັງຂອງເຂດ peripheral ທີ່ຕັ້ງຢູ່ລະຫວ່າງ primordia (ຮູບ 4a, b ແລະເພີ່ມເຕີມ Fig. 8a, b). ກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ທີ່ສູງຂຶ້ນນີ້ໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນບໍ່ພຽງແຕ່ຢູ່ໃນ epidermis, ແຕ່ຍັງຢູ່ໃນຊັ້ນ L2 ແລະຊັ້ນເທິງ L3 (ຮູບພາບເສີມ 8b). ຮູບແບບຂອງສັນຍານ GA ທີ່ກວດພົບໃນ SAM ໂດຍໃຊ້ qmRGA ຍັງບໍ່ປ່ຽນແປງຕາມເວລາ (ຮູບພາບເສີມ 8c–f, k). ເຖິງແມ່ນວ່າການກໍ່ສ້າງ qd17mRGA ໄດ້ຖືກຫຼຸດລົງຢ່າງເປັນລະບົບໃນ SAM ຂອງພືດ T3 ຈາກຫ້າເສັ້ນເອກະລາດທີ່ພວກເຮົາກໍານົດໃນລາຍລະອຽດ, ພວກເຮົາສາມາດວິເຄາະຮູບແບບ fluorescence ທີ່ໄດ້ຮັບກັບການກໍ່ສ້າງ pRPS5a::VENUS-2A-TagBFP (ເພີ່ມເຕີມ Fig. 8g–j, l). ໃນສາຍການຄວບຄຸມນີ້, ພຽງແຕ່ກວດພົບການປ່ຽນແປງເລັກນ້ອຍໃນອັດຕາສ່ວນ fluorescence ໃນ SAM, ແຕ່ຢູ່ໃນສູນ SAM ພວກເຮົາສັງເກດເຫັນການຫຼຸດລົງທີ່ຊັດເຈນແລະບໍ່ຄາດຄິດໃນ VENUS ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ TagBFP. ນີ້ຢືນຢັນວ່າຮູບແບບສັນຍານທີ່ສັງເກດເຫັນໂດຍ qmRGA ສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນເຖິງການເຊື່ອມໂຊມຂອງ GA-dependent ຂອງ mRGA-VENUS, ແຕ່ຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ qmRGA ອາດຈະ overestimate ກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ໃນສູນກາງ meristem. ສະຫຼຸບແລ້ວ, ຜົນໄດ້ຮັບຂອງພວກເຮົາເປີດເຜີຍຮູບແບບສັນຍານ GA ທີ່ສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນເຖິງການແຜ່ກະຈາຍຂອງ primordia ຕົ້ນຕໍ. ການແຜ່ກະຈາຍຂອງພາກພື້ນລະຫວ່າງ primordial (IPR) ນີ້ແມ່ນເນື່ອງມາຈາກການສ້າງຕັ້ງເທື່ອລະກ້າວຂອງກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ສູງລະຫວ່າງ primordium ພັດທະນາແລະພາກກາງ, ໃນຂະນະທີ່ໃນເວລາດຽວກັນກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ໃນ primordium ຫຼຸດລົງ (ຮູບ 4c, d).
ການແຜ່ກະຈາຍຂອງ GID1b ແລະ GID1c receptors (ເບິ່ງຂ້າງເທິງ) ແນະນໍາວ່າການສະແດງອອກທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ GA receptors ຊ່ວຍສ້າງຮູບແບບຂອງກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ໃນ SAM. ພວກເຮົາສົງໄສວ່າການສະສົມຄວາມແຕກຕ່າງຂອງ GA ອາດຈະມີສ່ວນຮ່ວມ. ເພື່ອສືບສວນຄວາມເປັນໄປໄດ້ນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ໃຊ້ເຊັນເຊີ nlsGPS1 GA FRET21. ຄວາມຖີ່ຂອງການກະຕຸ້ນທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນໄດ້ຖືກກວດພົບໃນ SAM ຂອງ nlsGPS1 ທີ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວດ້ວຍ 10 μM GA4+7 ສໍາລັບ 100 ນາທີ (ຮູບພາບເສີມ. 9a–e), ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ nlsGPS1 ຕອບສະຫນອງຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ GA ໃນ SAM, ຍ້ອນວ່າມັນເຮັດຢູ່ໃນ roots21. ການແຜ່ກະຈາຍທາງກວ້າງຂອງຄວາມຖີ່ຂອງການກະຕຸ້ນ nlsGPS1 ເປີດເຜີຍລະດັບ GA ຂ້ອນຂ້າງຕໍ່າໃນຊັ້ນນອກຂອງ SAM, ແຕ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພວກມັນຖືກຍົກຂຶ້ນຢູ່ໃນສູນກາງແລະຢູ່ຊາຍແດນຂອງ SAM (ຮູບ 4e ແລະເພີ່ມເຕີມ Fig. 9a,c). ນີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ GA ຍັງຖືກແຈກຢາຍຢູ່ໃນ SAM ທີ່ມີຮູບແບບທາງກວ້າງຂອງພື້ນທີ່ທຽບກັບທີ່ເປີດເຜີຍໂດຍ qmRGA. ເປັນວິທີການເສີມ, ພວກເຮົາຍັງໄດ້ປະຕິບັດ SAM ດ້ວຍ fluorescent GA (GA3-, GA4-, GA7-Fl) ຫຼື Fl ດຽວເປັນການຄວບຄຸມທາງລົບ. ສັນຍານ Fl ໄດ້ຖືກແຈກຢາຍໃນທົ່ວ SAM, ລວມທັງພາກກາງແລະ primordium, ເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ໃນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຕ່ໍາ (ຮູບ 4j ແລະເພີ່ມເຕີມ Fig. 10d). ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ທັງສາມ GA-Fl ໄດ້ສະສົມໂດຍສະເພາະພາຍໃນຂອບເຂດ primordium ແລະໃນລະດັບທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນສ່ວນທີ່ເຫຼືອຂອງ IPR, ດ້ວຍ GA7-Fl ລວບລວມຢູ່ໃນໂດເມນທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນ IPR (ຮູບ 4k ແລະເພີ່ມເຕີມ Fig. 10a, b). ປະລິມານຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ fluorescence ເປີດເຜີຍວ່າອັດຕາສ່ວນຄວາມເຂັ້ມຂອງ IPR ກັບທີ່ບໍ່ແມ່ນ IPR ແມ່ນສູງກວ່າໃນ SAM ທີ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວ GA-Fl ເມື່ອປຽບທຽບກັບ Fl-treated SAM (ຮູບ 4l ແລະເພີ່ມເຕີມ Fig. 10c). ຮ່ວມກັນ, ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ GA ມີຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນສູງກວ່າໃນຈຸລັງ IPR ທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃກ້ກັບຊາຍແດນຂອງອະໄວຍະວະ. ນີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຮູບແບບຂອງກິດຈະກໍາສັນຍານ SAM GA ໄດ້ມາຈາກທັງສອງການສະແດງຄວາມແຕກຕ່າງຂອງ GA receptors ແລະການສະສົມຄວາມແຕກຕ່າງຂອງ GA ໃນຈຸລັງ IPR ຢູ່ໃກ້ກັບຊາຍແດນຂອງອະໄວຍະວະ. ດັ່ງນັ້ນ, ການວິເຄາະຂອງພວກເຮົາໄດ້ເປີດເຜີຍຮູບແບບ spatiotemporal ທີ່ບໍ່ຄາດຄິດຂອງສັນຍານ GA, ມີກິດຈະກໍາຕ່ໍາຢູ່ໃນສູນກາງແລະ primordium ຂອງ SAM ແລະກິດຈະກໍາທີ່ສູງຂຶ້ນໃນ IPR ໃນພາກພື້ນ peripheral.
ເພື່ອເຂົ້າໃຈບົດບາດຂອງກິດຈະກໍາສັນຍານຄວາມແຕກຕ່າງຂອງ GA ໃນ SAM, ພວກເຮົາໄດ້ວິເຄາະຄວາມກ່ຽວຂ້ອງກັນລະຫວ່າງກິດຈະກໍາສັນຍານ GA, ການຂະຫຍາຍເຊນ, ແລະການແບ່ງເຊນໂດຍໃຊ້ການຖ່າຍຮູບເວລາຈິງຂອງ SAM qmRGA pCLV3::mCherry-NLS. ເນື່ອງຈາກບົດບາດຂອງ GA ໃນກົດລະບຽບການເຕີບໂຕ, ຄວາມສໍາພັນທາງບວກກັບຕົວກໍານົດການຂະຫຍາຍຈຸລັງຄາດວ່າຈະມີ. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາທໍາອິດປຽບທຽບແຜນທີ່ກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ກັບແຜນທີ່ຂອງອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວຂອງເຊນ (ເປັນຕົວແທນສໍາລັບຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງການຂະຫຍາຍຈຸລັງສໍາລັບຈຸລັງທີ່ໃຫ້ແລະສໍາລັບຈຸລັງລູກສາວທີ່ແບ່ງອອກ) ແລະແຜນທີ່ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ anisotropy, ເຊິ່ງວັດແທກທິດທາງຂອງການຂະຫຍາຍຈຸລັງ (ຍັງໃຊ້ໃນນີ້ສໍາລັບຈຸລັງທີ່ໃຫ້ແລະສໍາລັບຈຸລັງລູກສາວທີ່ແບ່ງອອກ; Fig. 5a,b, ເບິ່ງວິທີການແລະການເສີມ). ແຜນທີ່ຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບອັດຕາການເຕີບໂຕຂອງຫນ້າດິນຂອງຈຸລັງ SAM ແມ່ນສອດຄ່ອງກັບການສັງເກດກ່ອນຫນ້າ38,39, ມີອັດຕາການເຕີບໂຕຫນ້ອຍທີ່ສຸດຢູ່ຊາຍແດນແລະອັດຕາການເຕີບໂຕສູງສຸດໃນການພັດທະນາດອກໄມ້ (ຮູບ 5a). ການວິເຄາະອົງປະກອບຫຼັກ (PCA) ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າກິດຈະກໍາສັນຍານຂອງ GA ມີຄວາມສໍາພັນທາງລົບກັບຄວາມເຂັ້ມຂອງການເຕີບໂຕຂອງຜິວຂອງເຊນ (ຮູບ 5c). ພວກເຮົາຍັງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າແກນຕົ້ນຕໍຂອງການປ່ຽນແປງ, ລວມທັງການປ້ອນຂໍ້ມູນສັນຍານ GA ແລະຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງການເຕີບໂຕ, ແມ່ນ orthogonal ກັບທິດທາງທີ່ກໍານົດໂດຍການສະແດງອອກ CLV3 ສູງ, ຢືນຢັນການຍົກເວັ້ນຈຸລັງຈາກສູນ SAM ໃນການວິເຄາະທີ່ຍັງເຫຼືອ. ການວິເຄາະຄວາມສໍາພັນຂອງ Spearman ໄດ້ຢືນຢັນຜົນຂອງ PCA (ຮູບ 5d), ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າສັນຍານ GA ສູງຂຶ້ນໃນ IPR ບໍ່ໄດ້ສົ່ງຜົນໃຫ້ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງເຊນສູງຂຶ້ນ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການວິເຄາະຄວາມສໍາພັນໄດ້ເປີດເຜີຍຄວາມສໍາພັນທາງບວກເລັກນ້ອຍລະຫວ່າງກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ແລະການເຕີບໂຕຂອງ anisotropy (ຮູບ 5c, d), ແນະນໍາວ່າສັນຍານ GA ສູງຂຶ້ນໃນ IPR ມີອິດທິພົນຕໍ່ທິດທາງຂອງການເຕີບໂຕຂອງເຊນແລະອາດຈະເປັນຕໍາແຫນ່ງຂອງຍົນການແບ່ງຈຸລັງ.
a, b ແຜນທີ່ຄວາມຮ້ອນຂອງການເຕີບໂຕຂອງຫນ້າດິນສະເລ່ຍ (a) ແລະການຂະຫຍາຍຕົວ anisotropy (b) ໃນ SAM ສະເລ່ຍຫຼາຍກວ່າເຈັດພືດເອກະລາດ (ໃຊ້ເປັນຕົວແທນສໍາລັບຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະທິດທາງຂອງການຂະຫຍາຍຕົວຂອງເຊນ, ຕາມລໍາດັບ). c ການວິເຄາະ PCA ປະກອບມີຕົວແປດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: ສັນຍານ GA, ຄວາມເຂັ້ມຂອງການເຕີບໂຕຂອງຫນ້າດິນ, ການຂະຫຍາຍຕົວດ້ານ anisotropy, ແລະການສະແດງອອກ CLV3. ອົງປະກອບ PCA 1 ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນມີຄວາມສໍາພັນທາງລົບກັບຄວາມເຂັ້ມຂອງການເຕີບໂຕຂອງຫນ້າດິນແລະຄວາມສໍາພັນທາງບວກກັບສັນຍານ GA. ອົງປະກອບ PCA 2 ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນມີຄວາມສໍາພັນທາງບວກກັບ anisotropy ການຂະຫຍາຍຕົວດ້ານຫນ້າແລະຄວາມສໍາພັນທາງລົບກັບການສະແດງອອກ CLV3. ເປີເຊັນເປັນຕົວແທນຂອງການປ່ຽນແປງທີ່ອະທິບາຍໂດຍແຕ່ລະອົງປະກອບ. d Spearman ການວິເຄາະຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງສັນຍານ GA, ຄວາມເຂັ້ມຂອງການເຕີບໂຕຂອງຫນ້າດິນ, ແລະການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຫນ້າດິນ anisotropy ໃນລະດັບເນື້ອເຍື່ອບໍ່ລວມ CZ. ຕົວເລກທາງດ້ານຂວາແມ່ນຄ່າ Spearman rho ລະຫວ່າງສອງຕົວແປ. ເຄື່ອງໝາຍດາວສະແດງເຖິງກໍລະນີທີ່ຄວາມສຳພັນ/ການພົວພັນທາງລົບແມ່ນມີຄວາມໝາຍສູງ. e ການສະແດງພາບ 3 ມິຕິຂອງຈຸລັງ Col-0 SAM L1 ໂດຍກ້ອງຈຸລະທັດ confocal. ຝາຈຸລັງໃຫມ່ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນ SAM (ແຕ່ບໍ່ແມ່ນ primordium) ຢູ່ທີ່ 10 h ແມ່ນສີຕາມຄ່າມຸມຂອງມັນ. ແຖບສີສະແດງຢູ່ໃນມຸມຂວາລຸ່ມ. inset ສະແດງໃຫ້ເຫັນຮູບພາບ 3D ທີ່ສອດຄ້ອງກັນຢູ່ທີ່ 0 h. ການທົດລອງໄດ້ຖືກຊ້ໍາສອງຄັ້ງດ້ວຍຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຄ້າຍຄືກັນ. f ແຜນຜັງກ່ອງສະແດງອັດຕາການແບ່ງຈຸລັງໃນ IPR ແລະທີ່ບໍ່ແມ່ນ IPR Col-0 SAM (n = 10 ພືດເອກະລາດ). ເສັ້ນສູນກາງສະແດງໃຫ້ເຫັນຄ່າປານກາງ, ແລະຂອບເຂດຂອງກ່ອງຊີ້ບອກເຖິງເປີເຊັນທີ 25 ແລະ 75. Whiskers ຊີ້ບອກຄ່າຕໍາ່ສຸດທີ່ແລະສູງສຸດທີ່ກໍານົດດ້ວຍຊອບແວ R. ຄ່າ P ແມ່ນໄດ້ຮັບດ້ວຍການທົດສອບ t-tailed ສອງຫາງຂອງ Welch. g, h ແຜນວາດແຜນວາດສະແດງ (g) ວິທີການວັດແທກມຸມຂອງຝາເຊລໃໝ່ (ສີມ່ວງແດງ) ກ່ຽວກັບທິດທາງ radial ຈາກສູນກາງຂອງ SAM (ເສັ້ນຈຸດສີຂາວ) (ພຽງແຕ່ຄ່າມຸມສ້ວຍແຫຼມ, ie, 0–90°, ພິຈາລະນາ), ແລະ (h) ທິດທາງ circumferential / ຂ້າງແລະ radial ພາຍໃນ meristem. i ຄວາມຖີ່ຂອງ histograms ຂອງທິດທາງຍົນການແບ່ງຈຸລັງໃນທົ່ວ SAM (ສີຟ້າເຂັ້ມ), IPR (ສີຟ້າປານກາງ), ແລະທີ່ບໍ່ແມ່ນ IPR (ສີຟ້າອ່ອນ), ຕາມລໍາດັບ. ຄ່າ P ແມ່ນໄດ້ຮັບໂດຍການທົດສອບສອງຫາງ Kolmogorov-Smirnov. ການທົດລອງໄດ້ຖືກຊ້ໍາສອງຄັ້ງດ້ວຍຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຄ້າຍຄືກັນ. j ຄວາມຖີ່ຂອງ histograms ຂອງທິດທາງຍົນການແບ່ງຈຸລັງຂອງ IPR ປະມານ P3 (ສີຂຽວອ່ອນ), P4 (ສີຂຽວປານກາງ), ແລະ P5 (ສີຂຽວຊ້ໍາ), ຕາມລໍາດັບ. ຄ່າ P ແມ່ນໄດ້ຮັບໂດຍການທົດສອບສອງຫາງ Kolmogorov-Smirnov. ການທົດລອງໄດ້ຖືກຊ້ໍາສອງຄັ້ງດ້ວຍຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຄ້າຍຄືກັນ.
ດັ່ງນັ້ນ, ຕໍ່ໄປພວກເຮົາສືບສວນຄວາມກ່ຽວຂ້ອງກັນລະຫວ່າງການສົ່ງສັນຍານ GA ແລະກິດຈະກໍາການແບ່ງຈຸລັງໂດຍການກໍານົດກໍາແພງຈຸລັງທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃຫມ່ໃນລະຫວ່າງການທົດສອບ (ຮູບ 5e). ວິທີການນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ພວກເຮົາວັດແທກຄວາມຖີ່ແລະທິດທາງຂອງການແບ່ງຈຸລັງ. ເປັນເລື່ອງແປກທີ່, ພວກເຮົາພົບວ່າຄວາມຖີ່ຂອງການແບ່ງຈຸລັງໃນ IPR ແລະສ່ວນທີ່ເຫຼືອຂອງ SAM (ທີ່ບໍ່ແມ່ນ IPR, Fig. 5f) ແມ່ນຄ້າຍຄືກັນ, ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມແຕກຕ່າງຂອງສັນຍານ GA ລະຫວ່າງ IPR ແລະຈຸລັງທີ່ບໍ່ແມ່ນ IPR ບໍ່ມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ການແບ່ງຈຸລັງ. ນີ້, ແລະຄວາມສໍາພັນທາງບວກລະຫວ່າງສັນຍານ GA ແລະການຂະຫຍາຍຕົວ anisotropy, ກະຕຸ້ນໃຫ້ພວກເຮົາພິຈາລະນາວ່າກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ສາມາດມີອິດທິພົນຕໍ່ທິດທາງຂອງຍົນການແບ່ງຈຸລັງ. ພວກເຮົາໄດ້ວັດແທກທິດທາງຂອງຝາເຊລໃໝ່ເປັນມຸມສ້ວຍແຫຼມທີ່ຕິດພັນກັບແກນ radial ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ສູນກາງ meristem ແລະສູນກາງຂອງຝາເຊລໃໝ່ (ຮູບ 5e-i) ແລະສັງເກດເຫັນທ່າອ່ຽງທີ່ຊັດເຈນຂອງເຊລທີ່ຈະແບ່ງໃນມຸມໃກ້ໆກັບ 90° ທຽບກັບແກນ radial, ມີຄວາມຖີ່ສູງສຸດທີ່ສັງເກດເຫັນຢູ່ທີ່ 703-80° (90°-80°). (22.62%) (ຮູບ 5e,i), ສອດຄ້ອງກັບການແບ່ງຈຸລັງໃນທິດທາງ circumferential/transverse (ຮູບ 5h). ເພື່ອກວດສອບການປະກອບສ່ວນຂອງສັນຍານ GA ກັບພຶດຕິກໍາການແບ່ງຈຸລັງນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ວິເຄາະຕົວກໍານົດການແບ່ງຈຸລັງໃນ IPR ແລະທີ່ບໍ່ແມ່ນ IPR ແຍກຕ່າງຫາກ (ຮູບ 5i). ພວກເຮົາສັງເກດເຫັນວ່າການກະຈາຍມຸມໃນຈຸລັງ IPR ແຕກຕ່າງຈາກຈຸລັງທີ່ບໍ່ແມ່ນ IPR ຫຼືໃນຈຸລັງໃນ SAM ທັງຫມົດ, ໂດຍຈຸລັງ IPR ສະແດງອັດຕາສ່ວນທີ່ສູງຂຶ້ນຂອງການແບ່ງຈຸລັງຂ້າງ / ວົງ, ie, 70–80° ແລະ 80–90° (33.86% ແລະ 30.71%, ຕາມລໍາດັບ, ອັດຕາສ່ວນ 5). ສອດຄ່ອງກັນ. ດັ່ງນັ້ນ, ການສັງເກດການຂອງພວກເຮົາໄດ້ເປີດເຜີຍຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງສັນຍານ GA ສູງແລະການວາງທິດທາງຍົນການແບ່ງຈຸລັງທີ່ຢູ່ໃກ້ກັບທິດທາງ circumferential, ຄ້າຍຄືກັນກັບຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ແລະການຂະຫຍາຍຕົວ anisotropy (ຮູບ 5c, d). ເພື່ອສ້າງການອະນຸລັກທາງພື້ນທີ່ຂອງສະມາຄົມນີ້ຕື່ມອີກ, ພວກເຮົາໄດ້ວັດແທກທິດທາງຂອງຍົນການແບ່ງສ່ວນໃນຈຸລັງ IPR ທີ່ຢູ່ອ້ອມຮອບ primordium ເລີ່ມຕົ້ນຈາກ P3, ນັບຕັ້ງແຕ່ກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ສູງສຸດໄດ້ຖືກກວດພົບໃນພາກພື້ນນີ້ເລີ່ມຕົ້ນຈາກ P4 (ຮູບ 4). ການແບ່ງມຸມຂອງ IPR ປະມານ P3 ແລະ P4 ບໍ່ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ສໍາຄັນທາງສະຖິຕິ, ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມຖີ່ຂອງການແບ່ງຈຸລັງຂ້າງຄຽງທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນໃນ IPR ປະມານ P4 (ຮູບ 5j). ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ໃນຈຸລັງ IPR ປະມານ P5, ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງການວາງທິດທາງຂອງຍົນການແບ່ງຈຸລັງໄດ້ກາຍເປັນທາງສະຖິຕິ, ມີຄວາມຖີ່ຂອງການແບ່ງຈຸລັງທາງຂວາງເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ (ຮູບ 5j). ຮ່ວມກັນ, ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າສັນຍານ GA ສາມາດຄວບຄຸມການປະຖົມນິເທດຂອງການແບ່ງຈຸລັງໃນ SAM, ເຊິ່ງສອດຄ່ອງກັບບົດລາຍງານທີ່ຜ່ານມາ 40,41 ວ່າສັນຍານ GA ສູງສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດທິດທາງຂ້າງຄຽງຂອງການແບ່ງຈຸລັງໃນ IPR.
ມັນຖືກຄາດຄະເນວ່າຈຸລັງໃນ IPR ຈະບໍ່ຖືກລວມເຂົ້າໃນ primordia ແຕ່ແທນທີ່ຈະເຂົ້າໄປໃນ internodes2,42,43. ທິດທາງຂວາງຂອງການແບ່ງຈຸລັງໃນ IPR ອາດຈະສົ່ງຜົນໃຫ້ອົງການຈັດຕັ້ງປົກກະຕິຂອງແຖວເກັດທີ່ຢູ່ຕາມລວງຍາວຂະຫນານຂອງຈຸລັງ epidermal ໃນ internodes. ການສັງເກດການຂອງພວກເຮົາທີ່ອະທິບາຍຂ້າງເທິງນີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າສັນຍານ GA ອາດຈະມີບົດບາດໃນຂະບວນການນີ້ໂດຍການກໍານົດທິດທາງຂອງການແບ່ງຈຸລັງ.
ການສູນເສຍການທໍາງານຂອງພັນທຸກໍາ DELLA ສົ່ງຜົນໃຫ້ເກີດການຕອບໂຕ້ GA, ແລະ della mutants ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອທົດສອບ hypothesis44 ນີ້. ພວກເຮົາທໍາອິດວິເຄາະຮູບແບບການສະແດງອອກຂອງຫ້າ DELLA genes ໃນ SAM. Transcriptional fusion ຂອງ GUS line45 ເປີດເຜີຍວ່າ GAI, RGA, RGL1, ແລະ RGL2 (ໃນຂອບເຂດຫນ້ອຍຫຼາຍ) ໄດ້ຖືກສະແດງອອກໃນ SAM (ຮູບພາບເສີມ 11a–d). ການປະສົມໃນສະຖານທີ່ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຕື່ມອີກວ່າ GAI mRNA ສະສົມໂດຍສະເພາະໃນ primordia ແລະພັດທະນາດອກໄມ້ (ຕື່ມ Fig. 11e). RGL1 ແລະ RGL3 mRNA ໄດ້ຖືກກວດພົບໃນທົ່ວເຮືອນຍອດ SAM ແລະໃນດອກໄມ້ທີ່ເກົ່າແກ່, ໃນຂະນະທີ່ RGL2 mRNA ມີຄວາມອຸດົມສົມບູນຫຼາຍກວ່າຢູ່ໃນເຂດຊາຍແດນ (ຮູບເພີ່ມເຕີມ 11f–h). Confocal imaging ຂອງ pRGL3::RGL3-GFP SAM ໄດ້ຢືນຢັນການສະແດງອອກທີ່ສັງເກດເຫັນໂດຍການປະສົມໃນ situ ແລະສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າທາດໂປຼຕີນຈາກ RGL3 ສະສົມຢູ່ໃນສ່ວນກາງຂອງ SAM (ເພີ່ມເຕີມ Fig. 11i). ການນໍາໃຊ້ເສັ້ນ pRGA::GFP-RGA, ພວກເຮົາຍັງພົບວ່າທາດໂປຼຕີນຈາກ RGA ໄດ້ສະສົມຢູ່ໃນ SAM, ແຕ່ຄວາມອຸດົມສົມບູນຂອງມັນຫຼຸດລົງຢູ່ຊາຍແດນເລີ່ມຕົ້ນຈາກ P4 (ຮູບພາບເສີມ 11j). ໂດຍສະເພາະ, ຮູບແບບການສະແດງອອກຂອງ RGL3 ແລະ RGA ແມ່ນສອດຄ່ອງກັບກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ທີ່ສູງຂຶ້ນໃນ IPR, ດັ່ງທີ່ກວດພົບໂດຍ qmRGA (ຮູບ 4). ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ຂໍ້ມູນເຫຼົ່ານີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ DELLA ທັງຫມົດຖືກສະແດງອອກໃນ SAM ແລະການສະແດງອອກຂອງພວກເຂົາລວມເຖິງ SAM ທັງຫມົດ.
ຕໍ່ໄປພວກເຮົາວິເຄາະຕົວກໍານົດການແບ່ງຈຸລັງໃນ SAM ປະເພດທໍາມະຊາດ (Ler, ການຄວບຄຸມ) ແລະ gai-t6 rga-t2 rgl1-1 rgl2-1 rgl3-4 della quintuple (global) mutants (ຮູບ 6a, b). ຫນ້າສົນໃຈ, ພວກເຮົາໄດ້ສັງເກດເຫັນການປ່ຽນແປງທີ່ສໍາຄັນທາງສະຖິຕິໃນການແຈກຢາຍຄວາມຖີ່ຂອງມຸມການແບ່ງຈຸລັງໃນ della global mutant SAM ເມື່ອທຽບກັບປະເພດທໍາມະຊາດ (ຮູບ 6c). ການປ່ຽນແປງຂອງ della global mutant ນີ້ແມ່ນເນື່ອງມາຈາກຄວາມຖີ່ຂອງການເພີ່ມມຸມ 80–90° (34.71% ທຽບກັບ 24.55%) ແລະ, ໃນຂອບເຂດຫນ້ອຍ, 70–80° ມຸມ (23.78% ທຽບກັບ 20.18%), ie, ທີ່ສອດຄ້ອງກັນກັບການແບ່ງຈຸລັງທາງຂວາງ (Fig.6c). ຄວາມຖີ່ຂອງການແບ່ງສ່ວນທີ່ບໍ່ແມ່ນທາງຂວາງ (0–60°) ຍັງຕໍ່າກວ່າຢູ່ໃນຕົວປ່ຽນໂລກ della (ຮູບ 6c). ຄວາມຖີ່ຂອງການແບ່ງຈຸລັງທາງຂວາງແມ່ນເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນ SAM ຂອງ della global mutant (ຮູບ 6b). ຄວາມຖີ່ຂອງການແບ່ງເຊລຂ້າມຜ່ານໃນ IPR ຍັງສູງກວ່າໃນ della global mutant ເມື່ອທຽບກັບປະເພດປ່າ (ຮູບ 6d). ຢູ່ນອກພາກພື້ນ IPR, ປະເພດປ່າມີການແຜ່ກະຈາຍຂອງມຸມການແບ່ງຈຸລັງທີ່ເປັນເອກະພາບກວ່າ, ໃນຂະນະທີ່ della global mutant ຕ້ອງການການແບ່ງ tangential ເຊັ່ນ IPR (ຮູບ 6e). ພວກເຮົາຍັງໄດ້ປະເມີນການກໍານົດທິດທາງຂອງການແບ່ງເຊນໃນ SAM ຂອງ ga2 oxidase (ga2ox) quintuple mutants (ga2ox1-1, ga2ox2-1, ga2ox3-1, ga2ox4-1, ແລະ ga2ox6-2), ພື້ນຫລັງຂອງ GA-inactive mutant ທີ່ GA ສະສົມ. ສອດຄ່ອງກັບການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງລະດັບ GA, SAM ຂອງຊໍ່ດອກ quintuple ga2ox mutant ມີຂະຫນາດໃຫຍ່ກວ່າຂອງ Col-0 (ຕື່ມ Fig. 12a, b), ແລະເມື່ອປຽບທຽບກັບ Col-0, quintuple ga2ox SAM ສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຜ່ກະຈາຍຂອງມຸມການແບ່ງຈຸລັງທີ່ແຕກຕ່າງກັນຢ່າງເຫັນໄດ້ຊັດ, ໂດຍມີມຸມທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນອີກ 9° frequée. ການແບ່ງສ່ວນ tangential (ຮູບເພີ່ມເຕີມ 12a–c). ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການກະຕຸ້ນຂອງສັນຍານ GA ແລະການສະສົມຂອງ GA ເຮັດໃຫ້ເກີດການແບ່ງຈຸລັງຂ້າງໃນ IPR ແລະສ່ວນທີ່ເຫຼືອຂອງ SAM.
a, b ການເບິ່ງເຫັນ 3D ຂອງຊັ້ນ L1 ຂອງ PI-stained Ler (a) ແລະ global della mutant (b) SAM ໂດຍໃຊ້ກ້ອງຈຸລະທັດ confocal. ຝາຈຸລັງໃຫມ່ທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃນ SAM (ແຕ່ບໍ່ແມ່ນ primordium) ໃນໄລຍະ 10-h ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນແລະສີຕາມຄ່າມຸມຂອງມັນ. inset ສະແດງໃຫ້ເຫັນ SAM ຢູ່ 0 h. ແຖບສີຖືກສະແດງຢູ່ໃນມຸມຂວາລຸ່ມ. ລູກສອນໃນ (b) ຊີ້ໄປຫາຕົວຢ່າງຂອງໄຟລ໌ຕາລາງທີ່ສອດຄ່ອງກັນຢູ່ໃນ della mutant ທົ່ວໂລກ. ການທົດລອງໄດ້ຖືກຊ້ໍາສອງຄັ້ງດ້ວຍຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຄ້າຍຄືກັນ. ce ການປຽບທຽບການແຈກຢາຍຄວາມຖີ່ຂອງການກໍານົດທິດທາງຍົນການແບ່ງຈຸລັງໃນ SAM (d), IPR (e), ແລະທີ່ບໍ່ແມ່ນ IPR (f) ລະຫວ່າງ Ler ແລະ della ທົ່ວໂລກ. ຄ່າ P ແມ່ນໄດ້ຮັບໂດຍໃຊ້ການທົດສອບ Kolmogorov-Smirnov ສອງຫາງ. f, g ການສະແດງພາບ 3 ມິຕິຂອງຮູບພາບ confocal ຂອງ PI-stained SAM ຂອງ Col-0 (i) ແລະ pCUC2::gai-1-VENUS (j) ພືດປ່ຽນພັນທຸກໍາ. ແຜງ (a, b) ສະແດງໃຫ້ເຫັນຝາຈຸລັງໃຫມ່ (ແຕ່ບໍ່ແມ່ນ primordia) ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນ SAM ພາຍໃນ 10 ຊົ່ວໂມງ. ການທົດລອງໄດ້ຖືກຊ້ໍາສອງຄັ້ງດ້ວຍຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຄ້າຍຄືກັນ. h–j ການປຽບທຽບການແຈກຢາຍຄວາມຖີ່ຂອງການວາງທິດທາງຍົນການແບ່ງຈຸລັງທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນທັງໝົດ SAM (h), IPR (i) ແລະ non-IPR (j) ລະຫວ່າງພືດ Col-0 ແລະ pCUC2::gai-1-VENUS. ຄ່າ P ແມ່ນໄດ້ຮັບໂດຍໃຊ້ການທົດສອບສອງຫາງ Kolmogorov-Smirnov.
ຕໍ່ໄປພວກເຮົາທົດສອບຜົນກະທົບຂອງການຍັບຍັ້ງສັນຍານ GA ໂດຍສະເພາະໃນ IPR. ເພື່ອຈຸດນີ້, ພວກເຮົາໃຊ້ຕົວສົ່ງເສີມ cotyledon cup 2 (CUC2) ເພື່ອຂັບການສະແດງອອກຂອງທາດໂປຼຕີນຈາກ gai-1 ທາງລົບທີ່ເດັ່ນຊັດທີ່ປະສົມປະສານກັບ VENUS (ຢູ່ໃນເສັ້ນ pCUC2::gai-1-VENUS). ໃນ SAM ປະເພດທໍາມະຊາດ, ຜູ້ສົ່ງເສີມ CUC2 ກະຕຸ້ນການສະແດງອອກຂອງ IPR ສ່ວນໃຫຍ່ໃນ SAM, ລວມທັງຈຸລັງຊາຍແດນ, ຈາກ P4 ເປັນຕົ້ນໄປ, ແລະການສະແດງອອກສະເພາະທີ່ຄ້າຍຄືກັນໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນໃນພືດ pCUC2::gai-1-VENUS (ເບິ່ງຂ້າງລຸ່ມນີ້). ການແຜ່ກະຈາຍຂອງມຸມການແບ່ງຈຸລັງໃນທົ່ວ SAM ຫຼື IPR ຂອງ pCUC2::gai-1-VENUS ພືດບໍ່ແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຈາກປະເພດທໍາມະຊາດ, ເຖິງແມ່ນວ່າພວກເຮົາພົບເຫັນຢ່າງບໍ່ຄາດຄິດວ່າຈຸລັງທີ່ບໍ່ມີ IPR ໃນພືດເຫຼົ່ານີ້ແບ່ງອອກໃນຄວາມຖີ່ສູງກວ່າ 80-90 ° (ຮູບ 6f-j).
ມັນໄດ້ຖືກແນະນໍາວ່າທິດທາງຂອງການແບ່ງຈຸລັງແມ່ນຂຶ້ນກັບເລຂາຄະນິດຂອງ SAM, ໂດຍສະເພາະຄວາມກົດດັນ tensile ທີ່ຜະລິດໂດຍ curvature46 ຂອງຈຸລັງ. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາຖາມວ່າຮູບຮ່າງຂອງ SAM ໄດ້ຖືກປ່ຽນແປງຢູ່ໃນພືດ della global mutant ແລະ pCUC2::gai-1-VENUS. ດັ່ງທີ່ໄດ້ລາຍງານກ່ອນໜ້ານີ້ 12, ຂະໜາດຂອງ SAM ຂອງໂລກກາຍພັນ della ແມ່ນມີຂະໜາດໃຫຍ່ກວ່າຂອງຊະນິດປ່າ (ຮູບການເສີມ 13a, b, d). In situ hybridization ຂອງ CLV3 ແລະ STM RNA ໄດ້ຢືນຢັນການຂະຫຍາຍ meristem ໃນ della mutants ແລະເພີ່ມເຕີມສະແດງໃຫ້ເຫັນການຂະຫຍາຍຂ້າງຂອງ niche ຈຸລັງລໍາຕົ້ນ (ການເສີມ Fig. 13e, f, h, i). ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, SAM curvature ແມ່ນຄ້າຍຄືກັນໃນທັງສອງ genotypes (Supplementary Fig. 13k, m, n, p). ພວກເຮົາໄດ້ສັງເກດເຫັນການເພີ່ມຂື້ນຂອງຂະຫນາດທີ່ຄ້າຍຄືກັນໃນ gai-t6 rga-t2 rgl1-1 rgl2-1 della quadruple mutant ໂດຍບໍ່ມີການປ່ຽນແປງໃນ curvature ເມື່ອທຽບກັບປະເພດທໍາມະຊາດ (ຮູບພາບເສີມ. 13c, d, g, j, l, o, p). ຄວາມຖີ່ຂອງການວາງທິດທາງການແບ່ງເຊນຍັງໄດ້ຮັບຜົນກະທົບໃນ della quadruple mutant, ແຕ່ໃນຂອບເຂດທີ່ຫນ້ອຍກວ່າໃນ della monolithic mutant (ຮູບພາບເສີມ 12d-f). ຜົນກະທົບຂອງປະລິມານນີ້, ຄຽງຄູ່ກັບການຂາດຜົນກະທົບຂອງເສັ້ນໂຄ້ງ, ແນະນໍາວ່າກິດຈະກໍາ RGL3 ທີ່ຕົກຄ້າງຢູ່ໃນ Della quadruple mutant ຈໍາກັດການປ່ຽນແປງທິດທາງການແບ່ງຈຸລັງທີ່ເກີດຈາກການສູນເສຍກິດຈະກໍາ DELLA ແລະການປ່ຽນແປງຂອງການແບ່ງຈຸລັງຂ້າງຄຽງເກີດຂື້ນໃນການຕອບສະຫນອງຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ແທນທີ່ຈະເປັນການປ່ຽນແປງໃນ SAM ເລຂາຄະນິດ. ດັ່ງທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ຂ້າງເທິງ, ຜູ້ສົ່ງເສີມ CUC2 ຂັບການສະແດງອອກຂອງ IPR ໃນ SAM ເລີ່ມຕົ້ນທີ່ P4 (ຕື່ມ Fig. 14a, b), ແລະໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, pCUC2::gai-1-VENUS SAM ມີຂະຫນາດທີ່ຫຼຸດລົງແຕ່ curvature ສູງຂຶ້ນ (ຕື່ມ Fig. 14c–h). ການປ່ຽນແປງນີ້ໃນ pCUC2::gai-1-VENUS SAM morphology ອາດຈະສົ່ງຜົນໃຫ້ມີການແຜ່ກະຈາຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງຄວາມກົດດັນກົນຈັກເມື່ອທຽບກັບປະເພດທໍາມະຊາດ, ໃນຄວາມຄຽດ circumferential ສູງເລີ່ມຕົ້ນໃນໄລຍະທີ່ສັ້ນກວ່າ SAM center47. ອີກທາງເລືອກ, ການປ່ຽນແປງໃນ pCUC2::gai-1-VENUS SAM morphology ອາດຈະເປັນຜົນມາຈາກການປ່ຽນແປງຂອງຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງພາກພື້ນທີ່ induced ໂດຍ transgene expression48. ໃນທັງສອງກໍລະນີ, ນີ້ສາມາດຊົດເຊີຍຜົນກະທົບຂອງການປ່ຽນແປງໃນສັນຍານ GA ໂດຍການເພີ່ມຄວາມເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈຸລັງຈະແບ່ງອອກໃນທິດທາງຮອບວຽນ / ຂວາງ, ອະທິບາຍການສັງເກດການຂອງພວກເຮົາ.
ປະຕິບັດຮ່ວມກັນ, ຂໍ້ມູນຂອງພວກເຮົາຢືນຢັນວ່າສັນຍານ GA ສູງຂຶ້ນມີບົດບາດຢ່າງຫ້າວຫັນໃນການວາງທິດທາງຂ້າງຂອງຍົນການແບ່ງຈຸລັງໃນ IPR. ພວກເຂົາເຈົ້າຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເສັ້ນໂຄ້ງ meristem ຍັງມີອິດທິພົນຕໍ່ທິດທາງຂອງຍົນການແບ່ງຈຸລັງໃນ IPR.
ທິດທາງຂວາງຂອງຍົນການແບ່ງສ່ວນໃນ IPR, ເນື່ອງຈາກກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ສູງ, ແນະນໍາວ່າ GA pre-organizes ໄຟລ໌ຈຸລັງ radial ໃນ epidermis ພາຍໃນ SAM ເພື່ອກໍານົດອົງການຈັດຕັ້ງຂອງຈຸລັງທີ່ຕໍ່ມາຈະພົບເຫັນຢູ່ໃນ epidermal internode. ແທ້ຈິງແລ້ວ, ໄຟລ໌ເຊລດັ່ງກ່າວເຫັນໄດ້ເລື້ອຍໆໃນຮູບພາບ SAM ຂອງ della global mutants (ຮູບ 6b). ດັ່ງນັ້ນ, ເພື່ອຄົ້ນຫາການພັດທະນາຂອງຮູບແບບທາງກວ້າງຂອງສັນຍານຂອງ GA ໃນ SAM, ພວກເຮົາໄດ້ໃຊ້ການຖ່າຍຮູບແບບ time-lapse ເພື່ອວິເຄາະການຈັດລຽງຂອງຈຸລັງໃນ IPR ໃນປະເພດທໍາມະຊາດ (Ler ແລະ Col-0), della global mutants, ແລະ pCUC2::gai-1-VENUS transgenic ພືດ.
ພວກເຮົາພົບວ່າ qmRGA ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ໃນ IPR ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ P1 / P2 ແລະສູງສຸດທີ່ P4, ແລະຮູບແບບນີ້ຍັງຄົງຄົງທີ່ໃນໄລຍະເວລາ (ຮູບ 4a–f ແລະເພີ່ມເຕີມ Fig. 8c–f, k). ເພື່ອວິເຄາະອົງການຈັດຕັ້ງທາງກວ້າງຂອງຈຸລັງໃນ IPR ດ້ວຍການເພີ່ມສັນຍານ GA, ພວກເຮົາໄດ້ຕິດປ້າຍຈຸລັງ Ler IPR ຂ້າງເທິງແລະຂ້າງຂອງ P4 ອີງຕາມຊະຕາກໍາການພັດທະນາຂອງພວກເຂົາໄດ້ວິເຄາະ 34 ຊົ່ວໂມງຫຼັງຈາກການສັງເກດຄັ້ງທໍາອິດ, ຫມາຍຄວາມວ່າ, ຫຼາຍກວ່າສອງຄັ້ງ plastid, ໃຫ້ພວກເຮົາປະຕິບັດຕາມຈຸລັງ IPR ໃນໄລຍະການພັດທະນາ primordium ຈາກ P1 / P2 ຫາ P4. ພວກເຮົາໄດ້ໃຊ້ສາມສີທີ່ແຕກຕ່າງກັນ: ສີເຫຼືອງສໍາລັບຈຸລັງເຫຼົ່ານັ້ນທີ່ປະສົມປະສານເຂົ້າໄປໃນ primordium ໃກ້ກັບ P4, ສີຂຽວສໍາລັບຜູ້ທີ່ຢູ່ໃນ IPR, ແລະສີມ່ວງສໍາລັບທັງສອງຂະບວນການ (ຮູບ 7a-c). ຢູ່ທີ່ t0 (0 h), 1-2 ຊັ້ນຂອງຈຸລັງ IPR ໄດ້ສັງເກດເຫັນຢູ່ທາງຫນ້າຂອງ P4 (ຮູບ 7a). ດັ່ງທີ່ຄາດໄວ້, ເມື່ອຈຸລັງເຫຼົ່ານີ້ແບ່ງອອກ, ພວກມັນເຮັດແນວນັ້ນສ່ວນໃຫຍ່ຜ່ານທາງຂວາງ (ຮູບ 7a–c). ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຄ້າຍຄືກັນແມ່ນໄດ້ຮັບໂດຍໃຊ້ Col-0 SAM (ເນັ້ນໃສ່ P3, ເຊິ່ງມີຊາຍແດນຕິດກັບ P4 ໃນ Ler), ເຖິງແມ່ນວ່າໃນ genotype ນີ້, ພັບທີ່ສ້າງຂື້ນຢູ່ຊາຍແດນ floral ໄດ້ເຊື່ອງຈຸລັງ IPR ໄວກວ່າ (ຮູບ 7g-i). ດັ່ງນັ້ນ, ຮູບແບບການແບ່ງຈຸລັງ IPR ກ່ອນຈັດລະບຽບຈຸລັງເຂົ້າໄປໃນແຖວ radial, ຄືກັບ internodes. ການຈັດຕັ້ງຂອງແຖວ radial ແລະການທ້ອງຖິ່ນຂອງຈຸລັງ IPR ລະຫວ່າງອະໄວຍະວະສືບເນື່ອງຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຈຸລັງເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນ progenitors internodal.
ທີ່ນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ພັດທະນາເປັນ ratiometric GA signaling biosensor, qmRGA, ທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ແຜນທີ່ປະລິມານຂອງກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ທີ່ເກີດຈາກຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ GA ແລະ GA receptor ປະສົມປະສານໃນຂະນະທີ່ຫຼຸດຜ່ອນການແຊກແຊງກັບເສັ້ນທາງສັນຍານ endogenous, ດັ່ງນັ້ນການສະຫນອງຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບການທໍາງານຂອງ GA ໃນລະດັບ cellular. ເພື່ອເຮັດສິ່ງນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ສ້າງໂປຣຕີນ DELLA ທີ່ຖືກດັດແປງ, mRGA, ເຊິ່ງສູນເສຍຄວາມສາມາດໃນການຜູກມັດຄູ່ຮ່ວມງານຂອງ DELLA ແຕ່ຍັງມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບ GA-induced proteolysis. qmRGA ຕອບສະຫນອງຕໍ່ການປ່ຽນແປງທັງ exogenous ແລະ endogenous ໃນລະດັບ GA, ແລະຄຸນສົມບັດການຮັບຮູ້ແບບເຄື່ອນໄຫວຂອງມັນເຮັດໃຫ້ການປະເມີນການປ່ຽນແປງ spatiotemporal ໃນກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ໃນລະຫວ່າງການພັດທະນາ. qmRGA ຍັງເປັນເຄື່ອງມືທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຫຼາຍຍ້ອນວ່າມັນສາມາດປັບຕົວເຂົ້າກັບເນື້ອເຍື່ອຕ່າງໆໄດ້ໂດຍການປ່ຽນໂປໂມຊັ່ນທີ່ໃຊ້ສໍາລັບການສະແດງອອກຂອງມັນ (ຖ້າຈໍາເປັນ), ແລະໃຫ້ລັກສະນະອະນຸລັກຂອງເສັ້ນທາງສັນຍານ GA ແລະ motif PFYRE ໃນທົ່ວ angiosperms, ມັນມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະໂອນໄປຫາຊະນິດອື່ນ 22. ສອດຄ່ອງກັບສິ່ງດັ່ງກ່າວ, ການກາຍພັນທີ່ທຽບເທົ່າຢູ່ໃນທາດໂປຼຕີນຈາກເຂົ້າ SLR1 DELLA (HYY497AAA) ຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການສະກັດກັ້ນກິດຈະກໍາ repressor ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ SLR1 ໃນຂະນະທີ່ພຽງແຕ່ຫຼຸດຜ່ອນການເຊື່ອມໂຊມຂອງ GA-mediated ຂອງມັນເລັກນ້ອຍ, ຄ້າຍຄືກັບ mRGA23. ໂດຍສະເພາະ, ການສຶກສາທີ່ຜ່ານມາໃນ Arabidopsis ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການກາຍພັນຂອງອາຊິດ amino ດຽວໃນໂດເມນ PFYRE (S474L) ໄດ້ປ່ຽນແປງກິດຈະກໍາການຖອດຂໍ້ຄວາມຂອງ RGA ໂດຍບໍ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມສາມາດໃນການພົວພັນກັບຄູ່ຮ່ວມງານຂອງປັດໃຈການຖອດຂໍ້ຄວາມ50. ເຖິງແມ່ນວ່າການກາຍພັນນີ້ແມ່ນໃກ້ຊິດກັບການທົດແທນອາຊິດ amino 3 ທີ່ມີຢູ່ໃນ mRGA, ການສຶກສາຂອງພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການກາຍພັນສອງອັນນີ້ປ່ຽນແປງຄຸນລັກສະນະທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ DELLA. ເຖິງແມ່ນວ່າຄູ່ຮ່ວມງານປັດໄຈການຖອດຂໍ້ຄວາມສ່ວນໃຫຍ່ຈະຜູກມັດກັບໂດເມນ LHR1 ແລະ SAW ຂອງ DELLA26,51, ບາງອາຊິດ amino ທີ່ຖືກຮັກສາໄວ້ໃນໂດເມນ PFYRE ອາດຈະຊ່ວຍເຮັດໃຫ້ປະຕິສໍາພັນເຫຼົ່ານີ້ມີສະຖຽນລະພາບ.
ການພັດທະນາ internode ແມ່ນລັກສະນະທີ່ສໍາຄັນໃນຖາປັດຕະຍະພືດແລະການປັບປຸງຜົນຜະລິດ. qmRGA ເປີດເຜີຍກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ທີ່ສູງຂຶ້ນໃນ IPR internode progenitor cells. ໂດຍການສົມທົບການຮູບພາບປະລິມານແລະພັນທຸກໍາ, ພວກເຮົາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຮູບແບບການສົ່ງສັນຍານ GA ກວມເອົາແຜນການແບ່ງຈຸລັງເປັນວົງກົມ / ທາງຂວາງໃນ SAM epidermis, ການສ້າງອົງການຈັດຕັ້ງການແບ່ງຈຸລັງທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບການພັດທະນາ internode. ມີການກຳນົດຕົວຄວບຄຸມການແບ່ງຈຸລັງຫຼາຍຕົວໃນລະຫວ່າງການພັດທະນາ52,53. ວຽກງານຂອງພວກເຮົາໃຫ້ຕົວຢ່າງທີ່ຊັດເຈນຂອງກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ຄວບຄຸມຕົວກໍານົດການໂທລະສັບມືຖືນີ້. DELLA ສາມາດພົວພັນກັບ prefolding protein complexes41, ດັ່ງນັ້ນສັນຍານ GA ອາດຈະຄວບຄຸມທິດທາງຍົນການແບ່ງຈຸລັງໂດຍມີອິດທິພົນໂດຍກົງຕໍ່ທິດທາງ microtubule cortical40,41,54,55. ພວກເຮົາບໍ່ຄາດຄິດໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໃນ SAM, ຄວາມກ່ຽວຂ້ອງຂອງກິດຈະກໍາສັນຍານ GA ທີ່ສູງຂຶ້ນບໍ່ແມ່ນການຍືດຕົວຂອງເຊນຫຼືການແບ່ງສ່ວນ, ແຕ່ພຽງແຕ່ການຂະຫຍາຍຕົວ anisotropy, ເຊິ່ງສອດຄ່ອງກັບຜົນກະທົບໂດຍກົງຂອງ GA ໃນທິດທາງຂອງການແບ່ງຈຸລັງໃນ IPR. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ພວກເຮົາບໍ່ສາມາດຍົກເວັ້ນວ່າຜົນກະທົບນີ້ອາດຈະເປັນທາງອ້ອມ, ຕົວຢ່າງເຊັ່ນການໄກ່ເກ່ຍໂດຍ GA-induced cell softening56. ການປ່ຽນແປງໃນຄຸນສົມບັດຂອງກໍາແພງຫີນ induce ຄວາມກົດດັນກົນຈັກ57,58, ເຊິ່ງຍັງສາມາດມີອິດທິພົນການປະຖົມນິເທດຂອງຍົນການແບ່ງຈຸລັງໂດຍຜົນກະທົບຕໍ່ການປະຖົມນິເທດຂອງ microtubules cortical39,46,59. ຜົນກະທົບລວມຂອງຄວາມກົດດັນທາງກົນຈັກ GA-induced ແລະລະບຽບການໂດຍກົງຂອງການປະຖົມນິເທດ microtubule ໂດຍ GA ອາດຈະມີສ່ວນຮ່ວມໃນການສ້າງຮູບແບບສະເພາະຂອງການກໍານົດທິດທາງການແບ່ງຈຸລັງໃນ IPR ເພື່ອກໍານົດ internodes, ແລະການສຶກສາເພີ່ມເຕີມແມ່ນຈໍາເປັນເພື່ອທົດສອບຄວາມຄິດນີ້. ເຊັ່ນດຽວກັນ, ການສຶກສາທີ່ຜ່ານມາໄດ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນຄວາມສໍາຄັນຂອງ DELLA-interacting proteins TCP14 ແລະ 15 ໃນການຄວບຄຸມຂອງ internode formation60,61 ແລະປັດໃຈເຫຼົ່ານີ້ອາດຈະໄກ່ເກ່ຍການປະຕິບັດຂອງ GA ຮ່ວມກັນກັບ BREVIPEDICELLUS (BP) ແລະ PENNYWISE (PNY), ເຊິ່ງຄວບຄຸມການພັດທະນາ internode ແລະໄດ້ຮັບການສະແດງໃຫ້ເຫັນ, 2 ສັນຍານ GA. ເນື່ອງຈາກ DELLAs ພົວພັນກັບ brassinosteroid, ethylene, ອາຊິດ jasmonic, ແລະອາຊິດ abscisic (ABA) signaling pathways63,64 ແລະວ່າຮໍໂມນເຫຼົ່ານີ້ສາມາດມີອິດທິພົນຕໍ່ microtubule orientation65, ຜົນກະທົບຂອງ GA ໃນການປະຖົມນິເທດການແບ່ງຈຸລັງອາດຈະຖືກໄກ່ເກ່ຍໂດຍຮໍໂມນອື່ນໆ.
ການສຶກສາ cytological ເບື້ອງຕົ້ນໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າທັງພາຍໃນແລະນອກຂອງ Arabidopsis SAM ແມ່ນຕ້ອງການສໍາລັບການພັດທະນາ internode2,42. ຄວາມຈິງທີ່ວ່າ GA ຄວບຄຸມການແບ່ງຈຸລັງຢ່າງຫ້າວຫັນໃນເນື້ອເຍື່ອພາຍໃນ 12 ສະຫນັບສະຫນູນຫນ້າທີ່ສອງຂອງ GA ໃນການຄວບຄຸມຂະຫນາດ meristem ແລະ internode ໃນ SAM. ຮູບແບບຂອງການແບ່ງຈຸລັງທິດທາງຍັງຖືກຄວບຄຸມຢ່າງແຫນ້ນຫນາຢູ່ໃນເນື້ອເຍື່ອ SAM ພາຍໃນ, ແລະລະບຽບການນີ້ແມ່ນຈໍາເປັນສໍາລັບການເຕີບໂຕຂອງລໍາຕົ້ນ52. ມັນຈະເປັນຫນ້າສົນໃຈທີ່ຈະກວດເບິ່ງວ່າ GA ຍັງມີບົດບາດໃນການກໍານົດທິດທາງແຜນການແບ່ງຈຸລັງຢູ່ໃນອົງການຈັດຕັ້ງ SAM ພາຍໃນ, ດັ່ງນັ້ນການ synchronizing ຂໍ້ມູນສະເພາະແລະການພັດທະນາຂອງ internodes ພາຍໃນ SAM.
ພືດໄດ້ຖືກປູກໃນ vitro ໃນດິນຫຼື 1x Murashige-Skoog (MS) ຂະຫນາດກາງ (Duchefa) ເສີມດ້ວຍ 1% sucrose ແລະ 1% agar (Sigma) ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂມາດຕະຖານ (16 h ແສງສະຫວ່າງ, 22 ° C), ຍົກເວັ້ນສໍາລັບການທົດລອງ hypocotyl ແລະຮາກທີ່ປູກໃນແຜ່ນແນວຕັ້ງພາຍໃຕ້ແສງສະຫວ່າງຄົງທີ່ແລະ 22 ° C. ສໍາລັບການທົດລອງ nitrate, ພືດໄດ້ຖືກປູກຢູ່ໃນຂະຫນາດກາງ MS ທີ່ຖືກດັດແປງ (bioWORLD ພືດຂະຫນາດກາງ) ເສີມດ້ວຍ nitrate ພຽງພໍ (0 ຫຼື 10 mM KNO3), 0.5 mM NH4-succinate, 1% sucrose ແລະ 1% A-agar (Sigma) ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ຍາວນານ.
GID1a cDNA ເຂົ້າໄປໃນ pDONR221 ໄດ້ຖືກປະສົມປະສານກັບ pDONR P4-P1R-pUBQ10 ແລະ pDONR P2R-P3-mCherry ເຂົ້າໄປໃນ pB7m34GW ເພື່ອສ້າງ pUBQ10::GID1a-mCherry. IDD2 DNA ທີ່ໃສ່ເຂົ້າໄປໃນ pDONR221 ໄດ້ຖືກປະສົມປະສານເຂົ້າໄປໃນ pB7RWG266 ເພື່ອສ້າງ p35S:IDD2-RFP. ເພື່ອສ້າງ pGID1b::2xmTQ2-GID1b, fragment 3.9 kb upstream ຂອງພາກພື້ນລະຫັດ GID1b ແລະ fragment 4.7 kb ທີ່ມີ GID1b cDNA (1.3 kb) ແລະ terminator (3.4 kb) ໄດ້ຖືກຂະຫຍາຍອອກຄັ້ງທໍາອິດໂດຍໃຊ້ primers ຫຼັງຈາກນັ້ນໃສ່ NR DO ເຂົ້າໄປໃນ Supp3. P4-P1R (Thermo Fisher Scientific) ແລະ pDONR P2R-P3 (Thermo Fisher Scientific), ຕາມລໍາດັບ, ແລະສຸດທ້າຍໄດ້ປະສົມປະສານກັບ pDONR221 2xmTQ268 ເຂົ້າໄປໃນ vector ເປົ້າຫມາຍ pGreen 012567 ໂດຍໃຊ້ Gateway cloning. ເພື່ອສ້າງ pCUC2::LSSmOrange, ລຳດັບໂປຣໂມຊັນ CUC2 (3229 bp upstream ຂອງ ATG) ຕິດຕາມດ້ວຍລຳດັບການເຂົ້າລະຫັດຂອງ Stokes-shifted mOrange (LSSmOrange)69 ທີ່ມີສັນຍານການຕັ້ງຖິ່ນຖານນິວເຄລຍ N7 ແລະ NOS transcriptional terminator ໄດ້ຖືກປະກອບເຂົ້າໄປໃນ vector francement 3am. ລະບົບ recombination (Invitrogen). vector binary ພືດໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີເຂົ້າໄປໃນ Agrobacterium tumefaciens strain GV3101 ແລະນໍາສະເຫນີເຂົ້າໄປໃນໃບ Nicotiana benthamiana ໂດຍວິທີການຊຶມເຊື້ອ Agrobacterium ແລະເຂົ້າໄປໃນ Arabidopsis thaliana Col-0 ໂດຍວິທີການອາບນ້ໍາ floral, ຕາມລໍາດັບ. pUBQ10::qmRGA pUBQ10::GID1a-mCherry ແລະ pCLV3::mCherry-NLS qmRGA ຖືກແຍກອອກຈາກເຊື້ອສາຍ F3 ແລະ F1 ຂອງສາຍພັນຕ່າງໆຕາມລໍາດັບ.
ການປະສົມ RNA ຢູ່ໃນສະຖານທີ່ໄດ້ຖືກປະຕິບັດຢູ່ໃນປະມານຍອດຍອດຍາວປະມານ 1 ຊຕມ, ເຊິ່ງໄດ້ຖືກເກັບກໍາແລະແກ້ໄຂທັນທີໃນການແກ້ໄຂ FAA (3.7% formaldehyde, 5% ອາຊິດອາຊິດ, 50% ເອທານອນ) ກ່ອນຄວາມເຢັນເຖິງ 4 ° C. ຫຼັງຈາກການປິ່ນປົວສູນຍາກາດ 2 × 15 ນາທີ, ການແກ້ໄຂໄດ້ຖືກປ່ຽນແປງແລະຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກ incubated ຄືນ. GID1a, GID1b, GID1c, GAI, RGL1, RGL2, ແລະ RGL3 cDNAs ແລະ antisense probes ກັບ 3′-UTRs ຂອງເຂົາເຈົ້າໄດ້ຖືກສັງເຄາະໂດຍໃຊ້ primers ທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງເສີມ 3 ດັ່ງທີ່ອະທິບາຍໂດຍ Rosier et al.73. ຍານສຳຫຼວດທີ່ມີປ້າຍກຳກັບ Digoxigenin ໄດ້ຖືກກວດຫາພູມຄຸ້ມກັນໂດຍໃຊ້ພູມຕ້ານທານຂອງ digoxigenin (ການເຈືອຈາງ 3000 ເທົ່າ; Roche, ໝາຍເລກລາຍການ: 11 093 274 910), ແລະພາກສ່ວນຕ່າງໆໄດ້ຖືກຍ້ອມດ້ວຍ 5-bromo-4-chloro-3-indolyl phosphate (BCIP, 2010-2000) digoxigenin. (NBT, ການເຈືອຈາງ 200 ເທົ່າ) ການແກ້ໄຂ.
ເວລາປະກາດ: Feb-10-2025