LAZY4如何與他人合作來調節植物的趨地性

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植物種子發芽後，受到光與重力的影響，莖與葉往上生長，根則往下生長。這究竟是怎麼辦到的？這方面的研究，尤其是光如何影響植物的生長（稱為趨光性phototropism），早已經有許多論文發表；而趨地性（gravitropism）的研究也有不少。

最近發表在「美國國家科學院院刊」（PNAS）上的一篇論文，研究了關於LAZY4這個基因如何透過與不同的基因合作，在植物的不同部位調節植物器官的趨地性。

LAZY這個基因家族最早在水稻中發現。過去的研究發現，水稻缺少LAZY1這個基因會導致莖部出現倒伏，而缺少LAZY2到LAZY4則會增強缺少LAZY1的性狀，顯示它們可能都與趨地性有關。後續的研究發現，LAZY4會正向調控植物的趨地性。

在這篇論文中，研究團隊發現LAZY4在植物的地上部分主要與「光敏素互動因子」（PIFs，phytochrome interacting factors）互動，而在地下部分（根）則與「伸長的胚軸5」（HY5，elongated hypocotyl5）互動。不論是PIFs或HY5，它們與LAZY4的互動都會使得LAZY4的表現量上升。

在地上部分，因為光會使PIFs分解，造成讓LAZY4表現量上升的因素消失，所以LAZY4的表現量就維持在低檔，於是地上部分的趨地性就不表現。當研究團隊在地上部分高量表現LAZY4時，植物地上部分的負趨地性就消失，但澱粉粒（amyloplast）的形成並不受影響。

而在根，因為光會刺激HY5的累積，造成LAZY4表現量上升，於是根的正趨地性就出現了。

總而言之，同樣的一個基因（LAZY4）在不同的器官表現，但因為在不同的器官與其互動的基因不同，造就了不同的結果。

參考文獻：

PNAS August 4, 2020 117 (31) 18840-18848