神奇的植物基因：ZmPILS6 如何影響玉米根的生長？

圖片來源：PNAS

除了幫助植物固定在地面上以外，植物的根就像是植物的嘴巴一樣，對吸收水分和養分相當重要。玉米是全球重要的糧食作物之一，了解玉米根系的生長發育，對於提升玉米產量以及抵抗乾旱等逆境的能力非常重要。

最近，來自美國的研究團隊在研究生長素（auxin）的運輸蛋白時，發現了一個稱為 ZmPILS6 的基因，這個基因產生的蛋白質位於內質網（ER，endoplasmic reticulum），負責運輸植物生長素，在未授粉的絲、節間和初生根中表現量都相當高。

研究團隊發現，ZmPILS6 基因在玉米根系發育中擔任重要的角色。缺少了這個基因的玉米（pils6 突變株），它的根就會變得比較短，而且側根的數量也會減少。側根是植物根上的分支，可以幫助植物更好地吸收水分和養分，在許多不同的研究也發現，側根對植物抗旱的能力很重要。

有趣的是，阿拉伯芥的 PILS6 的作用與玉米的版本剛好相反，前者是根和芽形態發生的負調節因子。也就是說，在PILS6這個案例上，同源基因在單子葉（玉米）與雙子葉（阿拉伯芥）有相反的功能！

這個發現有助於我們更好地了解植物的根系是如何生長發育的，就像我們了解自己的身體一樣。如果我們能釐清控制植物根系生長的方法，就能夠培育出更強壯、產量更高的玉米品種。

這項研究幫我們在玉米的基因地圖上找到了一個新的標記，為我們提供了改善玉米這種重要作物的新工具。

參考文獻：

Craig L. Cowling, Arielle L. Homayouni, Jodi B. Callwood, Maxwell R. McReynolds, Jasper Khor, Haiyan Ke, Melissa A. Draves, Katayoon Dehesh, Justin W. Walley, Lucia C. Strader, Dior R. Kelley. ZmPILS6 is an auxin efflux carrier required for maize root morphogenesis. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024; 121 (22) DOI: 10.1073/pnas.2313216121

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