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A Novel System for Xylem Cell differentiation in Arabidopsis thaliana

Molecular Plant 2015年第4期8卷 612-621页

作者： Yuki Kondo Takashi Fujita Munetaka Sugiyama Hiroo Fukuda Department of Biological Sciences Graduate School of Science The University of Tokyo 7-3-1 Hongo Bunkyo-ku tokyo 113-0033 Japan Botanical Gardens Graduate School of Science Tile University of Tokyo 3-7-1 Hakusan Bunkyo-ku Tokyo 112-0001 Japan

During vascular development, procambial and cambial cells give rise to xylem and phloem cells. Because the vascular tissue is deeply embedded, it has been difficult to analyze the processes of vascular development in detail. Here, we establish a novel in vitro experimental system in which vascular development is induced in Arabidopsis thaliana leaf-disk cultures using bikinin, an inhibitor of glycogen synthase kinase 3 proteins. Transcriptome analysis reveals that mesophyll cells in leaf disks synchronously turn into procambial cells and then differentiate into tracheary elements. Leaf-disk cultures from plants expressing the procambial cell markers TDRpro：GUS and TDRpro：YFP can be used for spatiotemporal visualization of procambial cell formation. Further analysis with the tdr mutant and TDIF （tracheary element differentiation inhibitory factor） indicates that the key signaling TDIF-TDR-GSK3s regulates xylem differentiation in leaf-disk cultures. This new culture system can be combined with analysis using the rich material resources for Arabidopsis including cell-marker lines and mutants, thus offering a powerful tool for analyzing xylem cell differentiation.

关键词： Arabidopsis thaliana bikinin leaf-disk culture transcriptome tracheary element differentiation signaling

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