Как плести «Колосок»?
Прическа «Колосок» – простой вид укладки волос. Научиться выполнять его можно самостоятельно. Причем делать его можно как другим, так и себе. Чтобы заплетать все красиво, потребуется инструкция о том, как плести «колос». Существует несколько вариантов этой прически. Самой распространенной укладкой считается «Рыбий хвост». Есть «французский» вариант исполнения прически, а также плетение «колоска наоборот». Их создание выполняется по особой инструкции.
Если привлекают разные виды плетения, то потребуется инструкция, которую нужно выполнять пошагово. Любую косу можно выполнять самостоятельно, если потренироваться несколько раз. Многие из них плетутся по кругу, наизнанку, а также по бокам.
Французская коса «Обратная». Basic french braid «Reverse»
Преимущества прически
«Колосок» обладает следующими преимуществами:
- акцент положен на оригинальную укладку и достоинства лица;
- волосы не мешают глазам;
- из большого разнообразия плетения можно выбрать свой вариант. Среди них — «Рыбий хвост», плетение наизнанку, по кругу.
Коса колосок (рыбий хвост) ★ Плетение самой себе, быстро и легко
Особенности создания
Чтобы красиво получилась такая коса, как «Колосок», необходима подробная инструкция. К особенностям создания относится:
- желательно брать тонкие пряди, чтобы получилось изящное плетение. При широких прядях коса будет схожа с обычной. Можно сделать два «колоска»;
- нужно брать пряди одинаковой толщины, чтобы получилась аккуратная прическа;
- заплетать «Колосок» лучше с ухоженными волосами;
- длина волос не имеет значения, поэтому прическу можно делать со стрижками «Лесенка», «Каскад». Есть некоторые варианты на короткие локоны. «Колосок с плетением», наоборот, лучше смотрится на длинных волосах.
- «Рыбий хвост» желательно заплести набок, можно научиться создавать себе аккуратную прическу;
- привлекательно выглядит с мелированными и колорированными волосами;
- для укладки рекомендуется применять пену, гель, мусс. Они фиксируют прическу и не позволяют прядям рассыпаться.
Классическая прическа «Колосок», а также укладка набок являются универсальными. Их можно сочетать с повседневной одеждой и классическими костюмами. Украсить косичку можно с помощью шпилек и невидимок.
Плетение
Заплетать сами волосы в косу нужно по инструкции. Сначала нужно освоить выполнение классического «Колоска». Затем можно создавать варианты наружу, набок, «рыбий хвост», наизнанку. Получить объемный вариант прически можно с помощью лака. Короткие волосы тоже позволяют создавать некоторые виды «колосков».
Необходимо разделить локоны на 2 части. Справа нужно взять тонкую прядь и перенести ее на левую сторону. Левую прядь следует перенести на правую. При плетении нужно придерживать пряди, чтобы получилась аккуратная прическа. Выполнять укладку следует до конца, захватывая с боковых сторон пряди. Завершить косу следует резинкой. Если пошагово выполнить работу, то получится косичка в виде колоса.
Получится красивая прическа, если сочетать виды плетения. Их следует выполнять с плавным переходом, например, «рыбий хвост» переходит в классическую косичку.
«Вывернутый колосок»
Можно заплести красивую косичку наружу. Это простой вариант, который следует научиться делать себе самостоятельно. Потребуется расческа «рыбий хвост», щетка для локонов и резинки тонкие. Создаваться прическа может разными способами. Самой распространенной идеей является сбор волос в хвост, после чего начинается их плетение. Есть другой вариант: сами косички создаются со лба, и в этом участвуют все локоны. На короткие пряди такой вариант не подойдет.
Колосок из хвостика сможет делать себе каждая модница, поскольку в этом случае пряди не распадаются. Чтобы получился обратный колосок, необходимо выполнять его наоборот, то есть пряди плетутся снизу.
Необходимо разделить локоны на 2 части. С правой части нужно взять тонкую прядь и перенести ее на левую сторону. Такая же работа выполняется с левой частью. Сами локоны во время процесса следует придерживать, чтобы они не распадались. В конце самой косы размещается резинка. В результате можно получить объемный вариант прически. Прическу «наоборот» можно сделать набок. Отлично получаются два «колоска», сделанных наоборот. На короткие локоны такие укладки выполнить не получится, зато на длинных волосах их выполнение будет удобным. В итоге получается объемный вариант прически.
Видео Как плести вывернутый колосок
«Колосок зигзагом»
Другой вид оригинальной прически – зигзагом. Его можно сделать самой себе, в том числе набок. Сами локоны следует разделить на 2 части. Сами пряди следует начинать плести с правой стороны. Прядь нужно разделить на 2 части и приступать к плетению. Во время работы следует прихватывать другие пряди. Когда закончится выполнение 5 звеньев, можно переворачивать косичку направо.
Затем следует продолжать плести самой себе левую сторону локонов. Их необходимо придерживать в процессе работы. Так плетем до конца, а кончики следует закрепить шпильками. Такое красивое плетение не подойдет лишь на короткие локоны, а в остальных случаях оно будет незаменимым.
Французская косичка заплетенная змейкой или зигзагом. Zig-Zag Braiding
«Колосок вокруг головы»
Прекрасно выглядит укладка вокруг головы. Больше всего она подходит для густых локонов. Необходимо сделать ровный пробор. Плести следует начинать справа. Нужно сделать 3 пряди, из которых следует плести косичку. В прическе используются все локоны.
Окончание прически должно закончиться около левого уха, а кончик следует скрыть невидимками. Также плетется косичка с левой стороны.
Смотреть Плетение Косы. Коса Вокруг Головы. — Сонник Коса
«Колосок на боковую сторону»
Необходимо расчесать локоны. Из правой части следует взять тонкую прядь и разделить ее на 3 части. Затем нужно создать 3 звена классической косы. После этого добавляется дополнительная прядь, которая вплетается в общую косичку. Затем создается «Колосок на боковую сторону».
В результате каждая прядь собирается с другой стороны. Необходимо вплетать их, крепко подтягивая. С уровня шеи нужно плести классическую косичку. В конце нужно закрепить ее резинкой.
Видео Как плести вывернутый колосок
Как плести «Колосок» из трех прядей?
Очень красиво получается «Колосок с тремя прядями». Нужно расчесать локоны и разделить на 3 части. Необходимо плести обычную косичку, а в процессе добавляются новые пряди с боков. В конце окажется, что локоны все заплетены.
Все варианты плетения можно видоизменять, то есть добавлять свои детали. Создаются косички с разных направлений. Отлично получится сочетание с хвостом. Даже если с первого раза не все получилось, необходимо пробовать создавать прическу еще раз. Несколько тренировок — и будет получаться делать разнообразное плетение. Потребуется фиксирующее средство — и готова укладка для всех случаев жизни.
Плетение косичек — Колосок
2021 Как заплести колосок самостоятельно пошагово с примерами
Пошаговые инструкции плетения разных вариантов колоска
Колоски очень разнообразны. Можно создавать любые красивые причёски, не ограничиваясь фантазией.
Колосок на бок
Колосок на бок смотрится необычно и эффектно.
Принцип плетения тот же, что и у классического колоска:
- Необходимо тщательно расчесать волос, направляя волосы назад, чтобы не было видно пробора.
- Затем аккуратно сбоку головы берётся прядь и делится на 3 равные части.
- Забор основной массы волос начинается после 3-4 перекрещивания локонов.
- Постепенно прикладывая волос с двух сторон к каждой пряди, нужно доплести косу до основания шеи и закрепить резинкой.
- Косу на бок лучше плести из толстых прядей. Такой колосок смотрится оригинальней.
- При средней длине волос причёску нужно закреплять прищепкой или невидимкой.
- Коса на бок не подойдёт к короткой стрижке.
Наизнанку
Колосок наизнанку требует большей сноровки. В отличие от классического колоска, здесь пряди подкладываются снизу, а не сверху.
Как плести колосок наизнанку:
- Хорошо расчесать волос и сбрызнуть спреем, чтобы не путался.
- Отделить пучок ближе к чёлке.
- Разделить на 3 части.
- Начать плетение, протянув снизу левую прядь, между правой и средней.
- Повторить аналогичное действие с правой прядью.
- К левой пряди присоединить локон и протянуть его снизу вверх.
- К правой пряди также прикладывается волос.
- Продолжить плетение до основания шеи.
- Доплести обычной трёхрядной косой и закрепить резинкой.
Такая причёска имеет ярко выраженный узор, в отличие от обычного колоска. Коса выделяется на общем фоне и выглядит объёмной.
Колосок наизнанку не очень подойдёт к коротким волосам, так как локоны будут постоянно выпадать.
2 вывернутых колоска
Вариант прически позволяет выполнить плетение на волосах любой длины. Схема плетения, как из предыдущей инструкции, где коса выполнена наизнанку (пряди накладываются друг под друга).
Техника плетения:
- Волосы разделяют на две половины при помощи прямого или косого пробора.
- Из одной половины волос плетут обычный изнаночный колосок до конца свободных волос и заканчивают косу 3-лучевым плетением, не забывая, что пряди укладывают друг под друга.
- Повторяют то же самое для второй половины волос.
- Каждую косу скрепляют тонкими резинками. Плетение можно слегка ослабить для объема и зафиксировать лаком.
Вокруг головы
Колосок (как плести пошагово эту прическу подробно описано далее в статье) можно укладывать вокруг головы двумя способами. Прическа получается аккуратной и все волосы закреплены на голове.
Подобный вариант подходит для длинных и средней длины волос. Многие предпочитают эту прическу в жаркое время года.
Техника плетения:
- Волосы расчесывают. Предварительно можно их слегка намочить для того чтобы они были более послушными или обработать их муссом.
- Вьющиеся от природы волосы желательно сначала разгладить утюжком, чтобы они не спутывались во время процесса. Если сделать прикорневой начес, прическа получится более пышной.
- Волосы разделяют пробором на две равные половины. Одну сторону временно закрепляют, чтобы волосы не мешались.
- Работают с другой стороной. Начинают плести классический колосок примерно от середины затылка в стороны темени. В процессе свободные волосы вплетают справа и слева.
- Постепенно добираются до пробора и распускают убранную половину волос.
- Продолжают плетение, используя вторую половину волос. Теперь движение происходит сверху-вниз, по направлению к затылку.
- Когда свободные волосы закончились, кончик косы доплетают трех-лучевым плетением. Скручивают его спиралью на затылке поверх основного узора из косы и закрепляют его невидимками.
Змейка
Подобное плетение имеет сложный, но интересный вид, который особенно хорошо получается на длинных волосах.
Техника плетения:
- Начинается плетение у виска. Колосок идет в горизонтальном направлении, не доходя до затылка.
- Когда коса доходит до затылка, свободные волосы вплетают от макушки, но не снизу и таким образом продолжают все плетение.
- Когда коса доходит до противоположной стороны головы, делают разворот направления.
- Продолжают плетение, добавляя пряди с верхней части свободных волос, делая периодические развороты до конца длины.
- От длины волос зависит, насколько свободно может располагаться «змейка» сверху-вниз. Чем короче волосы, тем чаще будут получаться изгибы.
Колосок из хвоста
Колосок (как плести пошагово эту косу по базовой схеме, описано в далее инструкции) можно разнообразить, выбрав вариант плетения из хвоста.
Техника плетения:
- Все волосы хорошо расчесывают и собирают в хвост, закрепляют резинкой. Хвост можно закрепить на макушке или на затылке – это зависит от предпочтения девушки.
- У основания хвоста отделяют три пряди и начинают плести простой колосок, поочередно прибавляя к нему тонкие лучи с обеих сторон. Чем тоньше пряди – тем аккуратнее и необычнее выглядит прическа.
- Когда коса закончена, закрепляют ее резинкой. Пряди можно слегка ослабить и зафиксировать лаком для волос.
Коса в косе
Еще один интересный вариант плетения колоска особенно хорошо подойдет для обладательниц длинных волос.
Техника плетения:
- Волосы делят горизонтально на 2 равные части. Верхнюю часть волос скручивают во временный пучок и фиксируют, чтобы они не мешались.
- Из нижней части плетут тугую 3-лучевую косу. Скрепляют ее временной резинкой и ослабляют звенья косы.
- Распускают верхнюю часть волос и плетут из нее колосок наизнанку до конца длины, фиксируют временной резинкой. Звенья ослабляют.
- Обе части кос скрепляют вместе внизу при помощи одной резинки, временные – убирают. Получается коса с изнаночным плетением поверх обычного.
Плетение 2 косичек
Этот вариант прически подходит для волос любой длины. Схема плетения как из стандартной инструкции колоска.
Техника плетения:
- Волосы разделяют на две части по вертикали.
- Плетут обычный колосок из одной части волос, пока не закончатся свободные волосы. Затем продолжают косу 3-лучевым плетением.
- Повторяют тот же алгоритм для другой половины волос.
- Рыбий хвост самой себе
- Это более тонкий способ плетения колоска. Сама коса остается плоской, но широкой, состоящей из многочисленных тонких прядей. Своим видом прическа напоминает плавник, откуда и появилось ее название.
Техника плетения:
- Волосы делят на две части прямым пробором.
- Волосы держат левой рукой, не давая соединиться разделенным частям волос.
- От дальнего края правой половины волос отделяют тонкую прядь, перекидывают и соединяют ее с левой половиной.
- Теперь в правую руку берут обе половины, не соединяя их. От края правой половины отделяют тонкую прядь и также как указано выше, присоединяют ее с левой стороной.
- Продолжают плетение, следуя пунктам №2-4. Стараются делать пряди одной толщины.
- Плетение продолжается до конца.
Тройной рыбий хвост
Укладка предназначена для длинных локонов.
Техника плетения:
- Волосы делят на 3 равные части.
- Каждую часть заплетают в отдельную косу плетением рыбий хвост и временно закрепляют резинками.
- Из трех кос заплетают одну по принципу обычного 3-лучевого плетения. Вместо прядей здесь используются косы.
- Скрепляют косу резинкой, а временные резинки убирают.
Воздушный колосок
Плетение колоска любым способом можно сделать как тугим, так и более воздушным. Второй способ больше подходит для тех, у кого волосы не густые. Свободное плетение позволит создать объемный вид прически.
Какой бы способ плетение девушка ни выбрала, она может придать воздушный вид, для этого:
перед началом плетения кос, волосы обязательно обрабатывают муссом для укладки;
колосок плетут со слабым натяжением волос;
прическу ослабляют пальцами и фиксируют лаком.
Волна
Плетение такого типа колоска происходит по горизонтали, начиная от виска и двигаясь в противоположную сторону, затем возвращаясь обратно и далее. Чем толще пряди, тем объемнее коса и меньше поворотов волны можно уместить на голове.
Лучше всего прическа получается на длинных волосах и средней длине.
Техника плетения:
- Плетение начинается от виска по горизонтали к противоположной части головы. Вплетают свободные волосы от макушки, но не с нижней части. Стараются плести косу туже и ближе к корням волос.
- Дойдя до противоположного виска, делают разворот и плетут аналогично в другом направлении.
- Делают столько разворотов, сколько позволяет площадь. В конце косу скрепляют резинкой, а звенья плетения ослабляют и фиксируют лаком.
Квадратный колосок на себе или двойной колосок
Колосок (как плести пошагово эту косу указано в следующей инструкции) можно модифицировать и выбрать другой вариант прически – квадратный колосок.
Техника будет напоминать рыбий хвост, но внешний вид такой прически отличается.
Техника плетения:
- Волосы расчесывают и делят пополам.
- Отделяют с левой стороны тонкую прядь и перекидывают на правую сторону сверху.
- С правой стороны отделяют прядь и перекидывают налево сверху.
- С левой стороны отделяют прядь и перекидывают вправо снизу.
- С правой стороны перекидывают прядь влево снизу.
Продолжают плетение до конца, каждый раз чередуя плетение сверху и снизу.
Диагональ
Разнообразить прическу можно изменив направление косы. Более заметен эффект плетения по диагонали при плетении сразу 2-х кос.
Техника плетения:
- Волосы делят косым пробором по диагонали пополам.
- Плетут классический колосок из верхней части волос до шеи, скрепляют оставшуюся длину временной резинкой.
- Плетут такую же косу из нижней части волос до шеи.
- Убирают временную резинку из верхней косы. Обе косы соединяют вместе и сразу делят на 3 пряди.
- Далее из этих прядей плетут 3-лучевую косу на 2-3 скрещивания и вновь делят пряди пополам.
- Из левой и правой половины волос поочередно плетут колосок до конца длины волос и скрепляют каждый конец резинками.
Зигзаг
Для того чтобы создать косу колосок в технике «зигзаг», следует действовать по алгоритму:
- Локоны причесывают, делают пробор наискосок. Их делят пополам на верхнюю и нижнюю часть.
- Разделяют 3 пряди у виска и заплетают колосок, добавляя пряди из свободных волос только сверху.
- Постепенно делают поворот косы ко второй части волос, начиная добавлять пряди из этой части волос.
- Заканчивают косу 3-лучевым плетением, конец закрепляют тонкой резинкой.
- Кончик косы можно оставить висеть или закрепить на прическе в виде спирали при помощи невидимок или шпилек.
Корзиночка
Это романтический вариант прически, который подходит для ежедневного образа и для особых случаев. Лучше всего прическа получается на длинных волосах или на средней длине.
На коротких волосах корзинка может распадаться, но можно попробовать использовать дополнительные средства фиксации прически – лак, пенка или мусс.
Техника плетения:
- Отделяют часть волос с одного бока и плетут из нее колосок до конца длины волос.
- Готовую косу закрепляют тонкой резинкой и немного ослабляют плетение для объема.
- Оставшиеся распущенные волосы собирают в хвост и надевают бублик.
- С помощью бублика из хвоста делают пучок.
- Косу накручивают вокруг пучка и фиксируют невидимками.
Колосок с выпущенными прядями
Романтичный вариант прически подходит обладательницам волос любой длины, как для ежедневного образа, так и для особых мероприятий.
Техника плетения:
- Отделяют 3 пряди у виска и плетут обычный колосок в горизонтальном направлении, двигаясь к другому виску.
- В процессе вплетают свободные волосы со стороны макушки, а снизу волосы вовсе не вплетают.
- Когда коса достигнет противоположного началу виска, волосы фиксируют силиконовой резинкой, заворачивают кончик внутрь и закрепляют невидимкой. Звенья слегка ослабляют.
Крупный колосок
Яркий вариант плетения колоска. Звенья косы сильно расслабляют для создания объема, отчего длина волосы в прическе значительно уменьшается.
Поэтому такой вариант плетения подходит для обладательниц длинных волос.
Техника плетения:
- Небольшую прядь волос фиксируют временной тонкой резинкой (можно силиконовой) на макушке.
- Берут по тонкой пряди от висков и также соединяют сразу под предыдущим хвостом.
- Верхний хвост делят на 2 пряди, обхватываю ими нижний хвост. Присоединяют к ним по пряди свободных волос с боков и снова делают хвост с резинкой. Получается 3 хвоста в ряд.
- Продолжают этот алгоритм до конца.
- Боковые пряди, обрамляющие резинки расслабляют так, чтобы они приняли объем и закрывали собой резинки.
Плетение с лентой
Прическа колосок с использованием ленты может разнообразить привычный образ и подойти для особых мероприятий. С такой прической можно легко справиться самостоятельно.
Техника плетения:
- Волосы расчесывают, наносят на них мусс.
- Отделяют в зоне макушки пучок волос. От его размера будет зависеть вид косы. Если пучок тонкий – коса будет постепенно расширяться к шее. Если пучок толстый – коса будет равномерна по всей длине.
- Разделяют пучок на 3 пряди. Ленту прикладывают или обматывают его центральную прядь.
- Начинают плести классический колосок, чередуя пряди. Два края ленты чередуются вместе с правой и левой прядью (соединить их).
- Когда плетение окончено, фиксируют косу. Для этого концы ленты связывают в бант.
- Чтобы пошагово научиться плести колосок самостоятельно требуется немного тренировки, но с каждым разом будет все проще.
Техника плетения в греческом стиле
Древнегреческие каноны красоты завораживают. Красивую прическу в греческом стиле можно создать с помощью кудрей, кос и различных украшений.
Укладывать волосы в греческом стиле можно тремя способами – высокая коса, на затылке или сбоку.
Практичным, универсальным и аккуратным считается вариант плетения, который плетут от уха до уха. Современные тенденции создали различные вариации плетения в данном стиле.
Такой вариант плетения делает образ особенно женственным и романтичным, превращая современных девушек в жриц и богинь греческой мифологии.
Коса может иметь обычный вариант плетения – классический и объемный, а также видоизмененный – коса набок, коса из маленьких косичек, из прядей разных цветов и так далее.
Эффектно и празднично смотрится такая прическа с челкой до бровей. Чтобы сделать такую прическу, понадобится 5 минут времени, расческа, спрей для волос и резинка.
Рассмотрим поэтапно плетение греческого колоска:
- Отделим основную часть волос, и заколем их на макушке.
- Из этой массы нужно не закреплять волосы у лба и за ухом.
- Начинаем формировать косу под мочкой уха: отделяем прядь и плетем колосок, используем свободные волосы, новые пряди добавляем снизу.
- Плетем косу, пока не закончатся свободные волосы. Заканчиваем у противоположного уха. Заплетаем косу по кругу передней части головы.
- Распускаем оставленные волосы, и плетем дальше колосок, добавляем с двух сторон дополнительные пряди.
- Добавляем все волосы, пока возвращаемся в начало. Плетение снизу должно быть толще, чем сверху.
- Когда закончатся дополнительные пряди, плетем обычным вариантом.
- Расправляем косу, вытягиваем пряди, и укладываем плетение под греческий стиль.
- Кончик косы прячем под нижнюю часть плетения, закалываем невидимками.
Рассмотрим еще один вариант создания прически в греческом стиле, который называют «прическа для греческой богини».
- Берем широкую тонкую прядь на макушке, делаем легкий начес.
- Отделяем еще одну прядь, делаем с ней то же, что и в пункте один.
- Продолжаем плести к теменной зоне.
- Каждую прядь обрабатываем лаком.
- Объем волос должен после таких манипуляций значительно увеличиться.
- Не трогаем прядь волос у лба. Чтобы было оригинально, ее можно сбрызнуть лаком.
- Если будут попадаться пряди, которые некрасиво торчат, то их укладываем с помощью расчески, фиксируем лаком.
- На затылке по линии роста волос отделяем прядь для косы.
- Плетем обычную в 3 пряди косу.
- Делаем ее ажурной, тянем пряди в сторону.
- Закрепляем конец плетения. На этом этапе по желанию можно убрать передний локон в общую массу волос.
- Укладываем косу поверх головы, закрепляем шпильками.
- По аналогии плетем косу с другой стороны, укладываем, фиксируем невидимками.
- Оставшиеся пряди волос используем для косы набок.
- Тянем края колоска, придаем объем, фиксируем резинкой.
Украсить торжественный вечер можно косой-короной в этом же стиле. Алгоритм плетения:
- сбоку делаем пробор, от остальной части отделяем одну прядь;
- эту прядь делим на 3 одинаковых части и плетем как обратную косу;
- косу не затягиваем, оставляем легкую небрежность;
сформировав маленькую косу, плетем обычную классическую косу; - маленькую косу оборачиваем поверх лба, конец фиксируем под волосами невидимкой;
- часть косы вытягиваем, придаем эффект пышной укладки.
Как сделать косу из 4 прядей
Это довольно интересный и симпатичный вариант для прически. Такая коса выглядит всегда красиво и оригинально. Такой вариант подходит для девушек с длинными и густыми волосами.
Коса в 4 пряди – это нестандартный вариант укладки, и волосы всегда будут прибраны.
Далее приводится схема плетения.
- Волосы делим на 4 пряди. Для себя определяем нумерацию. Начнем счет от левого уха.
- Накладываем третью прядь на вторую, просовываем ее под первую, а вторую накладываем на четвертую.
- Четвертую прядь накладываем на первую, а третья и вторая пряди оплетают их.
- Вторую прядь просовываем под первую, потом ее же на третью.
- Продолжаем плести по схеме.
Если вышеизложенный вариант плетения для начала кажется сложным, то можно упростить себе задачу и плести по следующей схеме:
3 пряди плетем как обычную косу, а четвертая прикрепляется под правым локоном.
Особый случай требует не только красивого наряда, но и неповторимый вариант прически. Рассмотрим ажурную четырехпрядную косу, напоминающую стиль «Водопад».
- Плетение начинаем слева направо. Отделяем у виска 4 пряди, одну берем чуть тоньше, чем остальные.
- Первую прядь подкладываем под второй, затем сверху над третьей (эта прядь должна быть тонкой).
- Далее четвертая прядь скрещивается над первой, ее направляем под третью (тонкую).
- Из свободных волос выбираем часть, ее объединяем со второй.
- Вторую прядь подворачиваем под четвертую, а затем ее накладываем на третью.
- Первую отпускаем вниз, создавая эффект водопада, и оставляем в свободном положении.
- На место опущенного локона отделяем снизу прядь, размещаем ее над второй, затем под третьей прядью.
- Поверх четвертой пряди присоединяем прядь из общей массы.
- Этот локон направляем под первую прядь, укладываем на третью часть.
- Второю прядь отпускаем вниз. На ее место захватываем прядь снизу. Ее укладываем на четвертую, далее проводим под третьей прядью.
- Присоединяем к первой пряди волосы сверху, потом её укладываем под второй, а потом и над третьей прядями.
- Действуем поочередно, пока все части на голове не заплетем.
- Создаем ажурный эффект, вытягиваем края звеньев косички.
- Конец косы желательно красиво зафиксировать, например, заколкой.
Базовая схема плетения колоска
Колосок (как плести пошагово эту косу помогает разобраться простая схема, описанная далее в статье) можно заплетать как на длинных, так и на коротких волосах от 5-7 см.
Точно следуя каждому этапу плетения, получится ровная и аккуратная прическа.
Порядок плетения колоска:
Волосы слегка смачивают, для того чтобы они не пушились и были более послушными во время плетения. Можно воспользоваться небольшим количеством мусса для укладки.
Какое бы средство девушка не решила использовать, главная его цель – фиксировать волосы в прическе, чтобы они не расплетались.
- Часть волос собирают в хвост на макушке и соединяют резинкой. Это делается для того чтобы волосы были зафиксированы, пока в руках будут еще 2 пряди. Впоследствии, когда принцип плетения будет хорошо усвоен, можно будет обходиться и без резинки.
- В руках находятся 3 пряди: первая – это хвост из резинки, остальные – по правую и левую сторону, их собирают по бокам и удерживают в руках.
- Правую прядь переносят в левую сторону поверх центральной (с резинкой). Центральную прядь уводят направо так, чтобы она проходила под правой прядью.
- Левую прядь уводят влево, но она проходит над центральной.
- Центральную прядь (теперь она справа) соединяют с небольшим количеством свободных волос справа в пучок и проводят над левой прядью влево. На этом этапе начинает формироваться рисунок колоска.
- Продолжают плетение до шеи, повторяя один принцип и не забывая каждый раз захватывать свободные волосы с обеих сторон.
- В районе шеи уже должны закончиться свободные волосы, поэтому косу заканчивают обычным 3-лучевым плетением.
- Резинку на макушке можно обрезать, либо аккуратно спрятать за плетением. Волосы в прядях слегка расправляют для объемного вида и фиксируют прическу лаком.
Красивые примеры плетения колоска
В наш информативный век довольно много можно найти красивых примеров плетения. Ниже предложены необычные и сложные варианты плетения колосков.
Как плести колосок. Схемы на выворот, двумя косичками, пошагово с фото
Красиво переплетённые косы, внешне напоминающие узор колоса, называются «Колоском». Его разновидностями считаются «Рыбий хвост», «Французская коса», а также множество двойных, тройных, воздушных косичек, корзинок и зигзагов.
Многие находятся в тупике, не понимая с чего начинать и как правильно плести колосок. Подробные пошаговые схемы помогут быстро научиться созданию эффектных причёсок.
Базовая схема плетения колоска
Классический колосок является фундаментом для разнообразных косичек. Его создание занимает не более 3 минут. Освоив основную схему плетения, колосок можно видоизменять в различные причёски.
Принцип плетения несложный, но требует сноровки:
- Смочить волосы водой или увлажнить муссом, чтобы они стали послушнее и не путались в пальцах во время плетения.
- В области теменной части головы нужно отделить волос, толщиной в одну прядь. Новичкам рекомендуется собрать её в небольшой хвостик на макушке, закрепив резинкой. Это облегчит начало создания причёски и предотвратит её распад.
- С правой стороны отделяется вторая прядь такой же толщины и накладывается влево поверх собранной в хвост пряди.
- С левой стороны берётся третья прядь и накладывается на предыдущие переплетённые локоны.
- Затем необходимо отделить прядь от основной части волос, приложить к правому локону и продолжить плести.
- Далее взять локон с левой стороны головы и приложить к левой пряди.
- Поочерёдно брать одинаковые пучки волос слева и справа
- Плетение заканчивается обычной косой из 3 прядей.
- Колосок закрепляется красивой резинкой.
Готовую косу можно завернуть внутрь и заколоть шпильками. Пряди аккуратно расправить, а косичку украсить вдоль небольшими заколками в виде цветов, побрызгать лаком.
Как заплести колосок самой себе?
Колосок можно заплести самой себе. Процедура займёт немного больше времени, так как пряди нужно отделять осторожно, чтобы они были ровными и аккуратными. Волосы перед началом работы нужно хорошо расчесать. Не рекомендуется постоянно смотреться в зеркало, так как это отвлекает внимание.
Инструкция:
- Необходимо осторожно отделить верхнюю часть волос и разделить её на 3 равных пучка.
- Затем начать плести обычную косу, накладывая прядь на прядь.
- После третьего накладывания локона, с боковой стороны отделяется небольшая часть волос и вкладывается в косичку.
- Последовательно накладывая одинаковые по толщине пряди, нужно доплести косу до основания шеи.
- Закрепить причёску резинкой.
Плетение кос на себе требует терпения, так как руки быстро затекают и колосок может получиться неровным. Поэтому новичкам для создания красивой косы нужно потренироваться.
Можно ли заплести колосок на коротких волосах?
Как плести колосок (схема для тупых покажет пошагово весь процесс плетения), так и создать другую прическу на коротких волосах невозможно без заколок – шпилек, невидимок, зажимов. Также поможет при распаде косичек тугое переплетение.
Инструкция:
- Волосы смочить водой и расчесать.
- Из тонкой пряди начать плести обычную косичку. Чем тоньше пряди, тем лучше будут держаться локоны в причёске.
- Пройдя 6-7 рядов можно начинать брать локоны дополнительно, как в обычном колоске. Перекрещивать их нужно у корней, чтобы они не распадались. По ходу плетения начать прищеплять волос заколками.
- Затем закрепить аккуратно косичку резинкой и побрызгать лаком.
На короткий волос можно заплетать колосок, используя не весь волос, а только часть. Также создаётся причёска из двух или трёх косичек.
Пошаговые инструкции плетения разных вариантов колоска
Колоски очень разнообразны. Можно создавать любые красивые причёски, не ограничиваясь фантазией.
Колосок на бок
Колосок на бок смотрится необычно и эффектно.
Принцип плетения тот же, что и у классического колоска:
- Необходимо тщательно расчесать волос, направляя волосы назад, чтобы не было видно пробора.
- Затем аккуратно сбоку головы берётся прядь и делится на 3 равные части.
- Забор основной массы волос начинается после 3-4 перекрещивания локонов.
- Постепенно прикладывая волос с двух сторон к каждой пряди, нужно доплести косу до основания шеи и закрепить резинкой.
Косу на бок лучше плести из толстых прядей. Такой колосок смотрится оригинальней. При средней длине волос причёску нужно закреплять прищепкой или невидимкой. Коса на бок не подойдёт к короткой стрижке.
Наизнанку
Колосок наизнанку требует большей сноровки. В отличие от классического колоска, здесь пряди подкладываются снизу, а не сверху.
Как плести колосок (схема для тупых) наизнанку:
- Хорошо расчесать волос и сбрызнуть спреем, чтобы не путался.
- Отделить пучок ближе к чёлке.
- Разделить на 3 части.
- Начать плетение, протянув снизу левую прядь, между правой и средней.
- Повторить аналогичное действие с правой прядью.
- К левой пряди присоединить локон и протянуть его снизу вверх.
- К правой пряди также прикладывается волос.
- Продолжить плетение до основания шеи.
- Доплести обычной трёхрядной косой и закрепить резинкой.
Такая причёска имеет ярко выраженный узор, в отличие от обычного колоска. Коса выделяется на общем фоне и выглядит объёмной. Колосок наизнанку не очень подойдёт к коротким волосам, так как локоны будут постоянно выпадать.
2 вывернутых колоска
Подчеркнуть черты лица помогут 2 аккуратные косички. Необычно смотрятся вывернутые колоски по обеим сторонам головы.
Инструкция:
- Волос делится на 2 части. Одну часть собирается резинкой, чтобы не мешала.
- Далее нужно взять небольшой пучок и разделить на 3 одинаковых пряди.
- Каждый локон нужно подкладывать под другой, переплетая левый с центральным, затем правый с центральным.
- Пройдя 2-3 переплетения, можно начинать брать волос из основной массы.
- Закончив косу, нужно туго связать хвост резинкой, иначе из заколки волос может быстро выправиться.
- Вторую косичку сплести аналогично.
Косички по обе стороны головы подойдут как для длинного волоса, так и для средней и короткой стрижки. Колоски можно объединить в один хвост.
Вокруг головы
Колосок вокруг головы долго не распадается. Такая причёска подходит для садика и школы. Она плетётся на длинных и коротких волосах.
1 вариант для длинного волоса:
- Разделить волос на 4 равных части, сделав проборы от уха до уха и по центру головы от чёлки до основания шеи.
- Закрепить 3 части щипцами и начать плести классический колосок снизу вверх по часовой стрелке, аккуратно его закругляя. При плетении использовать 3 пряди, подбирая волосы с обеих сторон.
- Поднявшись до верхней закреплённой части волос, необходимо убрать щипцы, и продолжать плетение к чёлке.
- Когда волос закончится, нужно переходить на 3 часть, а затем на последнюю, четвёртую.
- Подобрав весь волос, оставшийся хвостик нужно доплести до конца, затем собрать его резинкой и спрятать, закрепив невидимкой.
2 вариант для короткого волоса:
- Расчесав волос сделать косой пробор от виска до макушки.
- Начать плести обычный колосок сверху от начала пробора, забирая пряди с обеих сторон.
- Пройдя весь круг и вернувшись вверх, до пробора, остаток волос нужно доплести до конца.
- Косичку уложить на пробор и закрепить невидимкой.
Колосок можно украсить красивыми шпильками и побрызгать лаком.
Змейка
Причёска «Змейка» состоит из одного классического колоска, который плетётся зигзагообразно.
При плетении берётся волос как с обеих сторон, так и с одной:
- Расчесав волосы назад нужно сделать косой пробор от виска в сторону макушки.
- Плетение начинается от виска, прядь разделяется на 3 небольшие одинаковые части.
- Волос при плетении колоска захватывается с обеих сторон.
- Достигнув уха, косичку нужно повернуть в другую сторону и плести, создавая треугольник с верхним колоском. Теперь дополнительные пряди подкладываются к основным только сверху, а нижние локоны остаются свободными.
- Закончив ряд, колосок снова нужно развернуть и продолжать плести, используя захват волос только сверху.
- Завершающий этап – плетение колоска до основания шеи и подбор оставшихся волос в одну простую трёхрядную косу.
Снизу волос собирается резинкой. Пряди можно аккуратно вытянуть, чтобы придать пышность «Змейке».
Колосок из хвоста
Колосок на хвосте называется – «Рыбий хвост». Сплести его поможет схема для тупых. Главный секрет этой причёски в том, что она создаётся из 2 прядей.
Инструкция:
- Необходимо собрать на макушке высокий хвост.
- Затем разделить его на 2 равные части.
- Осторожно отделить с внешней стороны правой пряди очень тонкий локон и положить его внутрь между двумя основными.
- Затем с левой пряди нужно взять тонкий локон и опять положить его между основными двумя. Важно аккуратно придерживать большими пальцами вплетаемые пряди.
- Внизу волос собирается резинкой.
Такая коса выглядит изящно, при этом она достаточно крепкая и быстро не распадается.
Коса в косе
Оригинально смотрится двойная коса. Она требует особой аккуратности при плетении.
Инструкция:
- Взять верхнюю часть волос и отделить прядь.
- Разделить прядь на 3 одинаковых локона.
- Начать плетение колоска наизнанку, подкладывая поочерёдно левую и правую пряди одну под другую.
- После трёх переплетений берётся волос из основной массы и добавляется в косу.
- От каждой большой пряди отделяется тонкая полоса волоса, которая остаётся свободной до конца плетения.
- Когда основная масса волос закончится, косу нужно доплести до конца, при этом также отделяя маленькие пряди.
- Закрепить колосок резинкой.
- Из заранее отделённых мелких локонов поверху плетётся тонкая коса наизнанку.
- Скрепить обе косы и немного вытянуть нижние пряди.
Для удобства, оставляемые мелкие пряди во время плетения нужно фиксировать специальной прищепкой.
Плетение 2 косичек
Косички с двух сторон всегда освежают лицо и особенно подходят молодым девушкам.
Их можно плести в разных техниках:
- простой колосок;
- вывернутая коса;
- рыбий хвост.
Инструкция:
- Разделить волос пополам, взяв одну из частей, а лишнее закрепить прищепкой или собрать в хвост.
- Начать плести от виска простой колосок, подхватывая полоски с обеих сторон. Если это косичка наизнанку, то подкладывать локоны нужно снизу, добавляя также пряди с обеих сторон. При технике «Рыбий хвост» пучок разделяется на 2 части и отделяемый с внешней стороны маленький локон закладывается между двумя основными.
- Когда дополнительных прядей для захвата не останется, плетение продолжается до конца в выбранной технике.
- Другая коса плетётся по той же схеме.
Не обязательно пробор должен быть строго посередине. Косой пробор подчеркнёт индивидуальность и поможет выделиться среди окружающих.
Рыбий хвост самой себе
Новичкам создать себе такую причёску будет непросто. Но существуют облегчённый способ – плетение на высоком хвосте.
Инструкция:
- Сделать хвост.
- Разделить его пополам и взять обе части в руки.
- Отделённый с внешней стороны левой пряди тонкий локон пропускается между двумя основными, и прикладывается к противоположному правому локону, тем самым создавая переплетение.
- Затем отделяется токая полоска с внешней стороны правой пряди и прикладывается к левой части. Чем тоньше локоны, тем изящнее выглядит колосок.
- Доплести косичку до конца и закрепить резинкой.
Освоив такой вид причёски, и научившись отделять одинаковые пряди, можно переходить к более сложным видам рыбьего хвоста. К ним относится плетение от чёлки или макушки с забором волоса, а также коса от затылочной части, где не нужно прихватывать дополнительные локоны.
Тройной рыбий хвост
Техника плетения этой модной причёски почти не отличается от двухрядного рыбьего хвоста. Она создаётся из трёх пучков.
Инструкция:
- С внешней стороны правой части берётся тонкая полоска и накладывается сверху на основной локон.
- Затем эта же полоска подводится под средней прядью и присоединяется к левой основной части.
- Далее тонкая прядь отделяется с внешней стороны левой части. Теперь она проводится под ней же и над средним локоном и прикладывается к правой стороне.
- Плетение продолжается до конца и закрепляется резинкой.
Получается, что средняя часть остаётся незадействованной. Она оказывается в кольце из тонких полосок, отделяемых с левой и правой основных частей.
Воздушный колосок
Для плетения косички нужно разделить весь волос на 3 части. При этом средняя прядь задействована не будет. Её нужно аккуратно придерживать во время всего плетения, регулируя натяжение косы.
Как плести колосок (схема для тупых в технике воздушного плетения):
- Отделив пучок на макушке, поделить его на 3 части.
- Правый локон перекидывается над центральным.
- Затем левый перекидывается над центральным.
- Далее захватывается полоска от основной массы и опять перекидывается через центральную прядь, которая постоянно должна находиться в руке.
- Действие повторяется с другой стороны.
- После того, как не останется прядей для захвата, коса плетётся в технике рыбий хвост. С внешней стороны прядей отделяются небольшие полоски и перекидываются через центральную часть, которая всё так же остаётся в руке.
- Закончив плетение, косичку нужно собрать резинкой и расправить звенья.
Такая коса подходит для длинных волос. Для придания причёске воздушности и объёма необходимо во время плетения выправлять звенья, немного вытягивая их и делая полукруглые воздушные узоры.
Волна
Волна создаёт колосок в виде ободка от одного уха к другому и плетётся на распущенный волос.
Инструкция:
- Аккуратно распределить волос по всей голове.
- Взять небольшой пучок с левой стороны от уха до чёлки и разделить на 3 локона.
- Начать плести классический колосок, захватывая дополнительные пряди с обеих сторон.
- Нижнюю прядь необходимо оставлять, а вместо неё добавлять в косичку дополнительные пряди.
- Такое плетение продолжается до середины головы.
- Затем точно также нужно сплести косу с правой стороны.
- Соединить обе косички и закрепить невидимкой.
Эта лёгкая обворожительная причёска подойдёт для длинного и среднего волоса.
Квадратный колосок на себе или двойной колосок
Причёска из крупных прядей выглядит элегантно и торжественно. Она заплетается на длинный или средний волос.
Инструкция:
- Взяв пучок волос в области темени нужно разделить его на 3 крупные части.
- Начать плести колосок наизнанку, подкладывая локоны под основные пряди.
- Постепенно захватывать волос с обеих сторон.
- Вплетая локоны в косу, нужно отделять с их внешней стороны крупную часть и закреплять прищепкой, чтобы не мешали.
- Доплести косу до конца и закрепить резинкой.
- Из оставшихся волос нужно создать вторую косу в той же технике.
В итоге должна получиться двойная коса – одна поверх другой. Чем крупнее оставленные пряди, тем ярче будет выражена квадратная форма косы.
Зигзаг
Для создания «Зигзага» нужна тонкая расчёска для проборов. Чем ровнее проборы, тем красивее будет смотреться причёска. Эта коса подобна колоску «Змейка». Разница в том, что при плетении простого колоска нужно захватывать дополнительный волос с обеих сторон.
Как плести колосок (схема для тупых в технике зигзаг):
- Сделать пробор слева от чёлки до правого виска и начать плести колосок, прихватывая волос с обеих сторон.
- Дойдя до правого уха, нужно заново сделать пробор наискосок к левому уху.
- Далее необходимо плести колосок в противоположную сторону, опять захватывая волос с двух сторон.
- Доведя косу до основания шеи, её завершают обычным плетением.
Закреплённый резинкой колосок можно украсить заколками и прищепками.
Диагональ
Коса по диагонали плетётся в разных техниках – классический колосок, колосок наизнанку, рыбий хвост. Начинать создавать такую причёску нужно с области виска.
Перед началом плетения необходимо расчесать волос и взяв прядь, разделить на 3 равные части. Плести косу нужно вниз по диагонали подбирая свободные волосы с обеих сторон и вплетая их в колосок. Если волосы средней длины, то желательно после окончания плетения подхватить волос с противоположной стороны невидимками.
Корзиночка
Красивая причёска, не выходящая из моды – это корзиночка. На первый взгляд она кажется сложной. Её можно делать на длинные и средние волосы.
Инструкция:
- Разделить волос на 2 части, сделав пробор от одного к другому уху и зачесав верхнюю часть волос вперёд.
- В центре на макушке нужно взять тонкую прядь и разделить её на 3 части.
- Начать плетение обычной косички по часовой стрелке, захватывая волос только справа.
- Когда волос закончится, косу собирают резинкой.
Хвостик нужно спрятать на голове, закрепив невидимками. Корзинку украшают заколками или прищепками.
Колосок с выпущенными прядями
Необычно смотрится коса с выпущенными прядями. Она построена на основе колоска наизнанку.
Инструкция:
- Сверху берётся прядь волос и делится на 3 части.
- Локоны переплетаются, подкладываясь под низ.
- Во время плетения основной волос прикладывается к косе.
- На каждой вплетённой пряди с внешней стороны отделяется локон и убирается в сторону. Действия выполняются поочерёдно справа и слева.
Дойдя до основания шеи, косу нужно доплести до конца, также выпуская локоны.
Крупный колосок
Крупный колосок плетётся как на длинных, так и на средних волосах. Он будет выглядеть тем красивее, чем гуще волос. Расчесав и расправив пряди, нужно отделить верхнюю часть волос и начать плетение вывернутой косы. Для этого нужно подкладывать пряди под низ, забирая поочерёдно локоны с 2 сторон.
Необходимо отделять крупные пряди, захватывая полностью волос от корней до косы.
Каждые 4 переплетения косы аккуратно расправляются. Так колосок будет выглядеть толстым и пышным.
Плетение с лентой
Украсить любую косичку можно красивой яркой лентой. Такую причёску можно сделать себе самостоятельно. Она плетётся в 4 пряди, одна из которых будет лентой. Начинать плести косу лучше с макушки.
Инструкция:
- Отделить верхнюю часть волос, разделив на 3 части.
- Закрепить невидимкой ленту под отделёнными волосами.
- Начать плести колосок наизнанку.
- Первую прядь положить под вторую и на ленту.
- Четвёртую прядь на первую и под ленту.
- Вторую прядь под четвёртую и на ленту.
- Первую на вторую, захватив волос с головы и провести под ленту.
- Четвёртую под первую, добавив волос слева и на ленту.
- Продолжать до основания шеи, пока не закончится свободный волос на голове.
- Затем доплести колосок до конца по тому же принципу.
Аккуратно закрепить ленту или завязать бантик.
Следуя подробным схемам даже самые неумелые смогут быстро научиться правильно заплетать колоски. Тонкие пряди сделают причёску аккуратной, а толстые локоны – объёмной и пушистой. Обладательницы средней и короткой стрижки могут не переживать за случайно выбившийся волос, так как небрежный стиль сейчас в моде.
Автор: Наталья Тимохина
Оформление статьи: Лозинский Олег
Видео о том, как плести колосок
Колосок. Техника плетения французской косы для новичков:
Как заплести колосок пошаговая инструкция: +схема плетения самой себе
Колосок славится своей красотой и простым методом плетения. Он прекрасно смотрится на девочках и женщинах любых возрастов. Универсальная коса идеально подходит для школы, университета и офиса. Ее можно сделать на прогулку или заплести на торжественное мероприятие. Вариантов предостаточно, с этим плетением можно бесконечно экспериментировать.
Колосок всегда будет выглядеть элегантно и дополнять женственный образ.
Несколько советов по плетению
Это самая обычная и простая коса из всех возможных. Если в детстве нам ее заплетала мама или бабушка, то сейчас легко и просто повторить Колосок самой в домашних условиях. Для создания идеальной прически нужно следовать нескольким правилам:
- Перед собой надо поставить два зеркала друг напротив друга. Если находиться между ними, то можно видеть все свои шаги при плетении.
- Если у вас кучерявые волосы, они сильно пушатся, перед началом работы рекомендуется обработать их стайлером или любым фиксирующим средством, чтобы локоны стали послушными.
- Не надо сильно затягивать и прилизывать прическу. Колосок удачнее смотрится, когда он объемный. Все плетения должны быть свободными. Тонкие и немного небрежные прядки освежат косу и привнесут пикантность в образ.
- Для большего удобства начало плетения можно зафиксировать силиконовыми резинками.
- Большими пальцами лучше всего держать само основание косы, а мизинцами подхватывать прядки с других краев.
Классическое плетение
Заплести Колосок не составит никакого труда. В моду возвращается естественность и легкая небрежность. Лучше всего создать косу в свободном стиле, немного ослабляя прядки. Техника выполнения ее достаточно проста:
- Хорошо расчесать волосы.
- Взять прядку с верхней части головы.
- Разделить ее на три части.
- Заплести обычную косу на 2-3 плетения.
- После того, как правая боковая прядка будет вложена в основание косы, необходимо взять у висков еще одну прядку. Она накладывается сверху на прядку, которая только что была вложена в основание.
- С левой стороны повторить процедуру. После того, как основная левая прядка будет уложена в основание косы, на нее сверху следует положить другую прядку, которая была взята у висков.
- Хорошо выровнять пряди и продолжить плести косу, добавляя боковые локоны.
- Постепенно будет виднеться аккуратная косичка. Доплести кончик и закрепить его резинкой.
- Немного распушить пряди.
По такой же схеме можно заплести 2 колоска. Для этого нужно шевелюру на голове разделить на две равные части. С левой и правой стороны заплести Колосок по стандартной схеме.
Для особого шарма голову можно украсить цветками, цепочками, шпильками или лентами.
Необычные вариации прически
Несколько столетий назад прическа была очень популярна среди женщин. Затем на смену пришли всевозможные каре и конские хвосты. Но сейчас коса начала свою вторую жизнь, обретя новые и смелые вариации.
Колосок наоборот (вывернутый)
Колоски на длинные волосы – исконно-русская прическа, которая в течение многих столетий совершенствовалась и подвергалась изменениям. В вывернутом варианте локоны укладываются в другом направлении.
Техника исполнения довольна проста:
- Расчесать шевелюру перед началом работы.
- По центру головы выделить одну большую прядь.
- Переплести несколько локонов между собой, укладывая вниз их друг под друга.
- На следующую правую прядь, уложенную в основание косы, положить прядку справа вниз, которую нужно взять у висков.
- Повторить операцию с левыми прядками. Под левую уложенную в основание косы прядку подложить локон, который берется у левого виска.
- Заплести косу, заводя пряди вниз друг под друга.
- Оставшийся хвостик доплести, как обратную косу.
- Закрепить волосы резинкой или заколкой.
В итоге получится оригинальная прическа, прядки которой будут лежать по-особому.
Колосок по диагонали
Романтическая коса, которая подчеркнет всю хрупкость и женственность девушки. Такая прическа прекрасно смотрится на любой длине. Она идеально подойдет девушкам с волосами чуть ниже плеч. Кончики косички можно слегка завить плойкой или украсить цветами.
Технику плетения сможет повторить каждый:
- Прежде, чем плести колоски на средние волосы, необходимо хорошо расчесать шевелюру и решить, на какой стороне будет колосок.
- Отделить большую прядку с любого края (левого или правого).
- Если был выбран левый край, то первый делом нужно левый локон положить над средней прядкой.
- Повторить еще раз с левой прядкой, которую надо взять у виска.
- Дальше эту схему повторить с правыми прядками. С каждой стороны должно быть взято по 2 пряди, которые накладываются друг на друга.
- Когда локоны на голове закончатся, нужно доплести кончик по обычной схеме плетения косы.
- Если где-то волосы сильно затянуты, рекомендуется их немного распушить.
По такому же принципу создается обратный колосок по диагонали. Только в этой технике прядки накладываются вниз друг под друга.
Кончик косы можно уложить по часовой стрелке и закрепить заколками. Получится еще одна изящная модификация прически — корзиночка.
Рыбий Колосок
Вариации стандартного плетения не имеют границ. Оригинальное тому подтверждение – прическа рыбий хвост. Объемная и пушистая коса отличается своим уникальным внешним видом. Пошаговая инструкция:
- Перед тем, как приступать к плетению, шевелюру нужно хорошо расчесать.
- Разделить локоны на 2 равные части.
- Взять тоненькую прядку с левой стороны, поместить ее поверх левой пряди и добавить ее к правой копне волос.
- Отделить маленькую прядь локонов с правой стороны и переместись ее к левой копне, накладывая на правую.
- Повторить процедуры с другими локонами, пока не появятся очертания рыбьего хвоста.
- Если волосы тонкие, можно слегка распушить косичку. Для этого рекомендуется аккуратно потянуть за края прядок.
Плести Колосок самой себе довольно легко. Нужно немного практики и сноровки.
Колосок-венок
Этот декоративный вариант косы напоминает венки из полевых цветов, которые так любят девушки. Копна густых волос элегантно обрамляет голову и привносит женственности и хрупкости в образ. Заплести такой Колосок не составит особого труда:
- Перед работой необходимо привести копну в порядок и хорошо ее расчесать. Заплетать косу нужно максимально близко ко лбу.
- С любого края отделить прядь волос (ширина около 10 см) и разделить ее на 3 части.
- Левый локон перекинуть к центру, затем правый перекинуть к основанию косы.
- Далее постепенно вводить другие локоны по краям. Положить левую прядь в центр, а к ней добавить еще одну слева у виска.
- Далее правую прядку поместить в центр косы, а на нее положить прядку с макушки. В этой прическе необходимо двигаться по дуге. Прядки берутся не с правого края, а с макушки.
- Постепенно продвигаясь, доплести косу до правого края (уха).
- Кончик косы завязать резинкой.
- Для того, чтобы Колосок стал красивой короной, кончик косички нужно закрепить вовнутрь волос шпилькой-невидимкой или красивой маленькой заколкой.
Колосок на короткие и средние волосы
В новом тысячелетии эта прическа обрела популярность среди девочек и девушек постарше. Идеальный вариант для тех, кто не обладает густыми волосами, но хочет стать обладательницей шикарной шевелюры. Колосок прекрасно подойдет для торжественных мероприятий и выходов в свет. Даже на коротких волосах можно заплести красивые варианты исполнения прически.
Выполняется она довольно просто:
- Хорошо расчесанные волосы отделяются от темени до пробора.
- Создавать полуколосок нужно начинать от самого уха и постепенно вплетать к нему прядки с других краев, накладывая на них. Но на коротких волосах прядка будет быстро заканчиваться.
- Кончики будут немного торчать из колоска, это нормально. По желанию их можно пригладить гелем, лаком или заколоть шпильками.
Косы – это всегда красиво и женственно. Их можно плести себе самой или радовать красивой прической своих подруг.
Как сделать колосок? Как заплести колосок ребенку и самой себе — Рамблер/новости
Существует много разновидностей причесок, но колосок — одна из самых популярных видов плетения, придающая облику законченный вид и аккуратность. Как сделать колосок, прическу, которая простая и одновременно такая универсальная? Этот вид плетения косы подходит на волосы любой длины и густоты, также колосок при правильном оформлении вполне годится и для праздничных выходов в свет.
Что называют колоском?
Этот вид плетения идет всем представительницам прекрасного пола, независимо от возраста, моложаво выглядит с колоском взрослая женщина, а также и маленькая девочка, которой эта прическа придает озорства.
Но прежде чем открывать все тайны плетения этих парикмахерских шедевров, следует разобраться, что именно называют колоском.
Это плетение встречается в двух вариантах, которые отличаются между собой количеством вплетаемых прядей.
Итак, классическая трехпрядная коса с частыми подхватами по всей голове – это первый вариант, его еще называют «дракончик».
Второй вариант состоит из четного количества прядей – двух или четырех и носит название «рыбий хвост».
Общие правила плетения кос
Как сделать колосок так, чтобы он выглядел аналогично работе профессионала? Для этого нужно знать и выполнять несколько правил для его плетения.
Во-первых, начинать плести колосок необходимо на тщательно расчесанных волосах. В случае если у вас или у человека, которого вы собираетесь заплетать, волосы сразу после мытья головы рассыпчатые и мягкие, то лучше эту процедуру делать на второй день после мытья головы.
Как заплести косичку-колосок так, чтобы она выглядела равномерной? Достигнуть такого эффекта будет несложно, если стараться отделять пряди примерно одинаковой ширины и перед тем как положить прядь в общее плетение, причесать ее расческой с редкими зубцами.
Для избегания пушения прически и появления петухов, следует пользоваться воском или гелем для волос. Но тут нужно знать меру, большое количество этих помощников на волосах могут сыграть плохую шутку, и прическа будет выглядеть неухоженно.
Спешить при плетении колоска не стоит, при появлении неровностей и выбившейся пряди, нужно возвратиться к ней и аккуратно ее убрать.
Колосок на детских волосах
Девочки с косичками всегда смотрятся очень нежно и трогательно, но совершить такое парикмахерское чудо бывает очень сложно. Тут обычно возникает один и тот же вопрос: «Как заплести колосок ребенку, который постоянно ерзает и обделен терпением в силу своего возраста?»
Самым правильным решением такой проблемы будет отвлечь ребенка на любимое занятие, обычно это просмотр мультфильма. Итак, усадите свою девочку перед экраном. Лучший вариант расположения, когда ребенок сидит на полу, а мама на стульчике или диване за спиной малыша.
Заплести колосок ребенку, как на картинке, не составит труда, если сначала потренироваться на себе или лучше на кукле либо подруге.
Перед началом плетения нужно подготовить все необходимое: расческу, гель или воск для волос, резинку, невидимки и прочее.
Плетение начинают с разделения прядей, одной рукой нужно отделить прядь, а второй вставить два пальца так, чтобы получилось три пряди.
Начинаем плести косичку, медленно подхватывая одинаковые небольшие прядки поверх основных.
Основные правила плетения и варианты подхватов можно узнать, прочитав эту статью до конца.
Детям лучше всего подходит вид плетения «корзинка», который славится своей прочностью и легкостью исполнения.
Виды подхватов
От количества, толщины и вариантов подхватов зависит внешний вид прически, рассмотрим несколько таких примеров.
Укладываем прядь и под нее подхват – при такой технике коса будет проглядывать и подхваты будут находиться рядом.
Укладываем подхват без основных прядей, которые в итоге закроют косу и будет видно только места переплетов.
Колосок с подхватами по всей голове
Сделать колосок, как профессионал, не сложно, просто нужно немного практики и все получится лучшим образом. Начинать плетение стоит как обычную косу, для этого нужно отделить три узких пряди чуть выше начала роста волос на лобной зоне и переложить правую на центральную, далее – левую на центральную. Так образуется проплет, их нужно сделать два или три, а уже далее добавлять подхваты.
На четвертом проплете нужно переложить правую прядь на центральную при этом захватить сбоку часть волос с височной зоны и наложить ее сверху.
То же самое стоит проделать с левой прядкой волос.
Таким образом, чередуя прядки, продолжать плести до затылка.
Далее – от затылка нужно перейти к плетению обычной трехпрядной косы.
Конец косы необходимо зафиксировать резиночкой.
Как научиться заплетать колосок самой себе?
Это плетение с первого раза, конечно же, не получится идеально. Тут нужен опыт, но начав и продолжив упражняться в плетении колоска, можно заметить, что с каждым разом эта прическа выходит все лучше, чем в предыдущий раз.
Обычной проблемой тех, кто самостоятельно выполняет плетение, является то, что по всей длине колосок не ровный, в нем наблюдается небольшой изгиб. Заплести колосок на длинных волосах, как профессионал, особенно трудно, поскольку волосы постоянно путаются, и процесс требует терпения и усилий.
Для облегчения плетения колоска самой себе рекомендуют установить зеркала, для визуального просмотра того, что находится сзади.
Техника плетения этой прически остается прежней.
Заплетаем колосок вокруг головы
Такой вариант плетения еще называют «корзинкой», это идеальный вариант для ребенка. И тому есть объяснение, во-первых, эта прическа прекрасно подходит для коротких волос, а во-вторых, волосы долго будут держаться в такой прическе.
Заплетается «корзинка» следующим образом: Нужно разделить тщательно причесанные волосы на четыре сектора. Разделительные линии должны проходить от уха к уху и от лба к шее.
Плетение начинать необходимо с нижнего левого сектора с двухсторонним подхватом, стараясь при этом отделять одинаковые пряди и двигаясь вверх к уху.
Дойдя до левого уха, нужно снять зажим, которым придерживалась прядь, и продолжаем плетение в направлении по часовой стрелке.
Таким образом нужно доплести косу до затылка и после этого перейти на плетение обычной косы.
Косу уложить в спираль, сворачивать нужно начинать со стороны остатка волос в виде хвостика. Вариант плетения «два колоска»
Этот вариант выглядит тоже очень интересно и для плетения такой прически особых усилий не нужно прикладывать.
Тщательно расчесанные волосы нужно разделить на две равных части с помощью прямого пробора ото лба к затылку. Делать это лучше всего расческой с тонким концом.
Зажимаем левую часть волос, а на правой части начинаем аккуратно плести колосок тем способом, который приводился выше.
То же самое проделываем с левой частью отделенных волос.
При плетении второго колоска важно соблюдать симметричность подхватов с первым.
Плетение «два колоска» подходит обладательницам волос средней или меньше средней длины, поскольку таким способом волосы плотнее зафиксируются в косе и риск испорченной прически будет минимален.
Колосок на коротких и длинных волосах
Для плетения лучше всего подходит средняя длина волос, обладательницам коротких и длинных локонов приходится немного сложнее, поскольку у первых постоянно торчат пряди из общего строя, а у вторых – постоянно запутываются волосы во время процесса плетения.
Для коротких волос подойдет вариант колоска типа корзинки или двух колосков, также можно выполнить плетение в виде обруча.
Заплести колосок самой на короткие волосы, как искусница, сможет любая девушка, главное подобрать правильный вариант колоска и не жалеть лака, воска или масла для волос.
Для длинных локонов главным правилом будут тщательно расчесанные волосы и терпение их обладательницы. Корзинка тоже неплохой вариант для колоска на длинные волосы, также подойдет «рыбий хвост» или зигзагоподобный колосок.
О том, как сделать колосок, вы уже узнали. Осталось только выбрать подходящий вариант и набраться терпения. В любом случае, главное — начать экспериментировать и пробовать внедрять что-то новое во внешний вид, а колосок со своим разнообразием исполнения подходит для такого дела наилучшим образом.
Как плести косу колосок? Лучшие МастерКлассы на фото и видео.
Если вы любите прически из кос, то вам необходимо освоить плетение обычного колоска! Его популярность тянется с далекого прошлого. Второе название колоска – французская коса. Это один из самых простых видов плетения косы. Главным достоинством косы колосок является то, что акцент с волос перенесен на очаровательную головку обладательницы прически. Такая коса подчеркивает красоту и естественность. Она прекрасно подходит для девушек любой возрастной категории.
Французская коса колосок
Корни прически колосок уходят во Францию. Отсюда и второе его название. И не потребуется много усилий, чтобы заплести самой себе французскую косу колосок. Эта прическа подойдёт как на каждый день, так и для любого торжества.
Французскую косу колосок можно заплести туго с применением тонких прядей или слабо с толстыми прядями. И не смотря на одинаковую технику плетения, смотреться такие колоски будут по-разному. Первый вариант отлично подойдёт девочкам и молодым девушкам, а второй – женщинам.
Чтобы придать образу романтичность, уложите колосок в пышную воздушную прическу. А создавая вечернюю прическу, украсьте французскую косу лентами или жемчужинами. Такой колосок будет выглядеть великолепно.
Коса колосок
Коса колосок
Коса колосок
Коса колосок
Коса колосок
Коса колосок
Коса колосок
Коса колосок всегда выглядит очень женственно и красиво. Вы легко сможете заплести такую косу самостоятельно. Французская коса колосок чудесно смотрится на любых волосах. Например, на ровных волосах будут хорошо видны тонкие прядки косички. А на кудрявых волосах колосок смотрится небрежно и романтично.
Французскую косу колосок можно заплетать на волосы длиной от 25 см. Украсить такую прическу можно бусинами и лентами. Коса колосок будет хорошо выглядеть как элемент прически с вуалькой для волос или сеточкой.
Коса колосок с лентами
Коса колосок с лентами
Коса колосок с лентами
Коса колосок с лентами
Коса колосок с лентами
Коса колосок с лентами
Коса колосок с лентами
Коса колосок наоборот
Плетение косы колосок
Французская коса подходит абсолютно всем. И в этой статье будут показаны все этапы плетения косы колосок. Эту прическу плетут по той же технике, что и рыбий хвост, но не из свободных прядей, а по всей голове.
Как Заплести Французскую Косу Себе Самой| Видео Урок| How To: Basic French Braid
Watch this video on YouTube
Чтобы начать плетение косы колосок, возьмите часть волос в верхней части головы. Разделите на три пряди. Первую прядь волос нужно наложить на среднюю, а потом левую также на среднюю. На этом этапе техника плетения напоминает обычную косу.
Плетение косы колосокТеперь переложите в левую руку все три пряди волос (они должны быть отделены друг от друга).
Плетение косы колосокНа данном этапе плетения косы колосок вам надо брать одинаковые небольшие пряди волос с правой стороны головы и добавлять их к правой пряди.
Далее наложите на среднюю прядь ту часть волос, которую только что добавляли. А среднюю прядь потом отведите вправо.
Плетение косы колосокТеперь освободите левую руку, сохраняя все пряди по отдельности.
Плетение косы колосокНа данном этапе нужно взять часть волос с левой стороны головы и добавить её к левой пряди.
Плетение косы колосокНакладывайте левую прядь на среднюю. Затем переносите среднюю часть влево.
Выполняя все эти действия, держите руки прижатыми к голове. Тогда коса колосок получится тугой и красивой.
Плетение косы колосокПовторяйте действия, пока не вплетете все волосы в косу. Завершать процесс плетения можно или обычной косой, или косой рыбий хвост.
Плетение косы колосокКоса колосок довольно надежная. Если правильно её плести, то она будет держать форму на протяжении всего дня. Можно также фиксировать некоторые пряди гелем для волос или невидимками.
Важно отметить, что во время плетения колоска пряди волос следует брать с боков строго по сечению и туго натягивать. Тогда отдельные волоски не будут выбиваться из общего плетения.
Схема плетения косы колосок
Схема плетения косы колосок
Схема плетения косы колосок
Схема плетения косы колосок
Схема плетения косы колосок
Схема плетения косы колосок
Схема плетения косы колосок
Схема плетения косы колосок
Как заплести косу колосок самой себе
Колосок является одной из лучших причесок для девушек с длинными волосами. Она прекрасно подходит обладательницам как прямых, так и кудрявых волос. Но чтобы заплести его самостоятельно, надо много терпения, усидчивости и старания.
Перед тем, как заплести косу колосок, следует хорошенько расчесать волосы. При этом они должны быть шелковистыми и чистыми.
Теперь можно переходить непосредственно к созданию прически колосок.
Для начала отделяем часть волос у верхней области головы и разделяем на три пряди. Можно мысленно пронумеровать их. Прядь 1 перекладываем между прядями 2 и 3. Далее кладем прядь 3 между первой и второй. После этого нужно переместить прядь 2 между прядями 1 и 3, захватывая при этом небольшую часть волос сбоку. Продолжаем так же, но теперь уже вплетаем в косу колосок часть волос с противоположной стороны.
Важно помнить, что захват новых прядей обязательно должен быть одинаковым. Только так у вас получится заплести красивый и ровный колосок. А чтобы добиться такого результата, парикмахеры-стилисты советуют захватывать пряди с помощью ногтей мизинца вместо расчески.
Прически из косичек всегда будут украшать женские волосы. И для каждой девушки будет полезным знать, как заплести косу колосок самой себе, не прибегая к помощи подруг или стилистов. Ведь иногда всё нужно сделать быстро.
Коса колосок наоборот
Современная коса колосок имеет разные варианты расположения. К примеру, её можно плести не только одну, а две или даже больше. Здесь всё зависит от вашей фантазии. Оригинальным способом является создание множества французских простых косичек на голове. Такая прическа смотрится ярко и очень красиво.
Варианты плетения косы колосок
Варианты плетения косы колосок
Варианты плетения косы колосок
Варианты плетения косы колосок
Варианты плетения косы колосок
Варианты плетения косы колосок
Варианты плетения косы колосок
Зная основную технику плетения колоска, можно научиться делать и другие варианты плетения. А правильно подобрав аксессуары, можно сделать косу колосок или повседневной прической, или торжественной.
Коса колосок наоборот
Коса колосок наоборот
Коса колосок наоборот
Коса колосок наоборот
Коса колосок наоборот
Коса колосок наоборот
Коса колосок наоборот
Коса колосок наоборот
МастерКласс по плетению косы колосок
Одним из множества видов плетения колоска является французская обратная коса. От обычной она отличается тем, что пряди плетут не наружу, а внутрь. Чтобы лучше понять процесс плетения косы колосок наоборот, рассмотрим пошаговое фото с описанием.
Для начала тщательно расчешите волосы по всей длине и зачешите их назад.
Коса колосок наоборотОтделите на макушке часть волос. Отсюда и начинайте плетение косы колосок наоборот.
Коса колосок наоборотРазделите прядь волос на три части (каждую будем называть по номерам 1, 2, 3, слева направо).
Коса колосок наоборотНачинайте плетение справа (т.е. с пряди 3). Протягивайте её под прядью 2. Она должна оказаться между прядями 1 и 2.
Коса колосок наоборотТо же самое проделайте с прядью 1. Протягивайте под прядью 3. Теперь она должна находиться между прядями 3 и 2. На данном этапе все пряди расположены в порядке 3, 1, 2.
Коса колосок наоборотДалее в таком порядке: кладите прядь 2 между 3 и 1, но теперь уже прибавьте к пряди 2 волосы, которые отделяете от виска справа (тем самым утолщается прядь 2).
Коса колосок наоборотКоса колосок наоборотТак же делайте и с прядью 3. Утолщение её за счет добавленных волос от виска слева. Кладите её между прядями 2 и 1.
Коса колосок наоборотКоса колосок наоборотПродолжайте плетение косы колосок наоборот по этой же схеме. В результате вы получаете французскую косу, заплетенную наоборот или, как её ещё называют, внешнюю.
Коса колосок наоборотКоса колосок наоборотНа следующих фото можно увидеть, как будет выглядеть этот же колосок, если доработать ее с помощью растаскивания каждой пряди готовой косы.
Коса колосок наоборот«Растаскивание» лучше всего начинать снизу, т.е. с конца плетения. Так вы создадите видимость более толстого колоска. Степень растаскивания прядей вы можете определить самостоятельно.
Коса колосок наоборот
No votes yet.
Please wait…
Колосок сверху прическа
Что нужно для прически из косичек в виде колоска чтобы заплести свои волосы, вам понадобится: резинки. Благодаря такому приему, вы немного увеличите ширину косы, придадите ей небрежность и беззаботность. Общие рекомендации по выполнению прически существуют различные варианты плетения, можно создать пышный или обратный колосок, аккуратный гладкий. Колоски с пучками относятся к актуальным прическам, выбирают стильные модницы, предпочитающие привлекать к себе внимание. Если по всей длине косичку колосок украсить цветами, то он получится более нарядным и вполне подойдёт в качестве праздничной причёски на любое торжество. За одним из ушей захватить прядку из несвязанных в хвост волос и начать плетение привычного колоска, но только вокруг головы.
Смотрите видео
Выполнение их абсолютно не отличается от обычного, но вид такой колосок имеет гораздо более растрепанный, небрежный. Звездные примеры леди гага поражает эпатажными образами, выбирает вариант колоска, собранного лентами. Минусы: техника требует навыков плетения; для начинающих рекомендуется предварительно смотреть урок; классический колосок не получится создать на коротких локонах. Ко всем известно, что тенденции моды возвращаются, немного меняются старые стили, которые сразу же вливаются в поток современности.
Колоски из волос фото видео инструкция по укладке своими
Современным трендом является украшение волос яркими цветами чистых оттенков (желтым, фиолетовым, красным), повторяя цвета радуги. Рита ора предпочитает колоски канекалоны, более традиционную укладку певица украсила крупным жемчугом. Если у вас не получилась идеальная укладка с первого раза, не расстраивайтесь, попробуйте еще, и с опытом у вас будет получаться намного лучше. Обучение не занимает много времени, для тупых рекомендуется ознакомиться с плетением косичек на картинках.
Ели в стандартном колоске смотрятся красиво тонкие пряди, то во французском наоборот, нужно брать немного толще. Прическа для девочек два «колоска» для наших маленьких принцесс коса является очень удобной и быстрой прической, потому что для ее фиксации не нужно много заколок, достаточно только одной-двух резинок. Благодаря ее расправленным прядям, волосы обретают некую пышность, придавая образу немного хрупкости. В исторических артефактах, которые дошли до наших дней, можно увидеть знатных дам с такими укладками. Если вы уже освоили технологию, то можно перейти к плетению сразу 2 колосков, причесок с направлением кос снизу вверх, вывернутых колосков и т.
Как плести колосок схемы на выворот двумя косичками
Такое плетение 2 колоска может стать для девочек праздничной прической, если плести косички наизнанку и украшать лентами. Сейчас она очень популярна среди причесок на выпускной бал, а также украсить ею свою голову с удовольствием соглашаются невесты. Итак, давайте рассмотрим несколько вариантов, начиная от повседневной прически и заканчивая свадебной. Разделить на две части и начать плести косу по принципу «рыбьего хвостика» (от каждой половинки отделяется небольшая прядка и перекидывается во вторую половинку).
А если сочетать его с другими элементами, например, разными косами, хвостами, пучками и локонами, то можно создать ещё гигантское количество замечательных причёсок. Прическа «колосок» символизировала положение женщин в обществе, статус ее супруга, а иногда и количество рабов. Воздушный «колосок» воздушный «колосок» заплетается точно так же, что и предыдущий описанный (по принципу « рыбьего хвоста »), но только более свободно. Если у вас есть немного свободного времени дополните прическу тоненькими колосками, переходящими в мелкие французские косички. Продолжайте плетение дальше, беря равномерные пряди то с одной стороны косы, то с другой и перекладывая их непосредственно в середину.
Колосок — обзор | Темы ScienceDirect
17.3.2.3 Репродуктивное развитие
Репродуктивные органы семейства Poaceae (травы) являются основными единицами, определяющими урожай зерновых культур. Колоски являются основными единицами соцветий риса и обычно состоят из цветка, состоящего из переплетенных чешуек и палеи, образующих шелуху, двух лодикул, шести тычинок и одного пестика. Как сверхэкспрессия miR396 с результирующим подавлением его генов-мишеней, так и двойные мутанты osgrf6 — osgrf10 показали аномальные колоски с открытой шелухой, длинные стерильные чешуйки и аномальное количество пестиков и тычинок (Liu et al., 2014). В частности, было высказано предположение, что открытая шелуха является результатом того, что лемма и палеа не растут достаточно нормально, чтобы дотянуться друг до друга.
Часть функции OsGRF6 и OsGRF10 в развитии цветков риса может быть объяснена прямой регуляцией транскрипции домена 2 рисового джумонжи (JMJD2) семейства jmjC , гена 706, который кодирует деметилазу h4K9 (05 OsJ6M). ; Sun and Zhou, 2008) и O. sativa crinkly4 рецептор-подобная киназа ( OsCR4 ; Pu et al., 2012), два гена необходимы для целостности шелухи, а также идентификации и количества органов цветка. Эта регуляция транскрипции, по-видимому, опосредуется прямым связыванием OsGRF6 или OsGRF10 с GA-чувствительными элементами (TAACARA, R = G или A), присутствующими в промоторах OsJMJ706 и OsCR4 , как было продемонстрировано in vitro путем сдвига электрофоретической подвижности анализ (EMSA) и in vivo с помощью ChIP или репортерных анализов в протопластах Arabidopsis . Интересно, что авторы также показали, что взаимодействие с OsGIFs усиливает транскрипционную активность как GRF6, так и GRF10 на промоторах OsJMJ706 и Os CR4 .
Было показано, что мутант риса rdh2 с измененной датой заголовка (эквивалентной времени цветения) имеет пониженные уровни OsGRF1 (Luo et al., 2005). Целенаправленное подавление OsGRF1 посредством РНК-интерференции привело к появлению маленьких листьев и задержке цветения, что указывает на то, что OsGRF участвует не только в регуляции роста и развития органов в вегетативной и репродуктивной фазах, но также может участвовать в регуляции времени цветения в рисе (Луо и др., 2005).
Стоит отметить, что некоторые из выявленных к настоящему времени ТФ, которые, по-видимому, регулируют транскрипцию GRF в Arabidopsis , участвуют в идентичности цветочной меристемы и формировании цветочного паттерна (Pajoro et al., 2014; Schiessl et al., 2014 ; Winter et al., 2011; Янт и др., 2010). Удивительно, но фенотипы формирования цветочного узора не наблюдались ни у одного из одиночных или множественных мутантов GRF , проанализированных до сих пор у этого растения (Liang et al., 2014; Kim et al., 2003). В любом случае, две линии доказательств подтверждают роль GRF в развитии двудольных цветов.
Во-первых, Arabidopsis gif1 — gif2 — gif3 тройной мутант имеет дефекты в развитии цветков, включая уменьшенное количество органов в каждом обороте, небольшие чашелистики и лепестки, неслитые или отсутствующие плодолистики, короткие кожные покровы семяпочек, дефектные гаметогенез и органы с мозаичной идентичностью, среди прочего (Lee et al., 2009, 2014; Liang et al., 2014).Во-вторых, сверхэкспрессия miR396 вызвала аналогичные фенотипы у Arabidopsis (Pajoro et al., 2014; Liang et al., 2014; рис. 17.3E) и табака (Yang et al., 2009), которые полностью дополнялись сверхэкспрессией нечувствительный к miR396 GRF (Liang et al., 2014).
Интересно, что некоторые из фенотипов, наблюдаемых у однодольных и двудольных растений, которые имели дефекты комплексов GRF-GIF, такие как открытая шелуха у риса или маленькие лепестки и короткие покровы у Arabidopsis , были интерпретированы как результат дефекта в пролиферация клеток на уже установленных зачатках органов.Вместо этого др. Фенотипы, такие как мозаичные органы и количество дефектных органов в каждом обороте, подчеркивают роль сети miR396- GRF — GIF в формировании паттерна и спецификации цветочных органов.
Конечным продуктом репродуктивного развития являются семена, и их размер является основным фактором, определяющим урожайность сельскохозяйственных культур. Анализ экспрессии генов в различных линиях рапса ( Brassica napus ) выявил положительную корреляцию между содержанием масла и экспрессией BnGRF2 (Liu et al., 2012). Гетерологичная сверхэкспрессия BnGRF2 в Arabidopsis от промотора, специфичного для семян, увеличивала размер семян и содержание масла приблизительно. 30% из-за большего количества клеток в эмбрионе, не влияя на его структуру или размер клеток (Liu et al., 2012).
Персонаж
Персонаж Колоски (вид кластера)—- в парах 1 сидячий и плодородный и другой (сопутствующий) колоск на цветоножках (может включать бесплодные цветоножки)
Большинство трав трибы Andropogoneae имеют эту форму колосковой грозди.Сидячий плодородный колоск часто намного больше колоса на ножке, который является мужским или бесплодным, и может быть уменьшен до минимального как чешуйка, или иметь только бесплодную ножку. В некоторых случаях цветоножка срастается с позвоночником, а ножка колоск еще бесплоден. Часто ветви барана заканчиваются тройкой. Гроздь из одного сидячего и двух стерильных колосков на ножке.
колоск: единица
соцветие, обычно состоящее из двух чешуек и одного или нескольких соцветий (каждый
с palea и lemma, между которыми распускается цветок).
цветоножка: ножка колоска.
соцветие: группа или расположение, в которых на траве несут колоски. Соцветие образует лист или покровитель. (иногда отсутствует). Группа соцветий, каждое из которых покрыто покрывалом или спатеолу (иногда называемую спатеейным соцветием) здесь рассматривают как синфлоресценция.
Изображений: 1 2 3
4 5 6
Вернуться к началу
Пара соцветий и колосков Chrysopogon strictus
стерильный)
© Гербарий Квинсленда
Автор: Уилл Смит,
Вернуться к началу
Thaumastochloa rariflora rame (сопутствующий колосок на бесплодной цветоножке)
© Гербарий Квинсленда
Автор: Уилл Смит,
Вернуться к началу
Hemarthria uncinata соцветие и детали (цветоножка сросшаяся)
© Гарднер 1952
Вернуться к началу
Деталь соцветия Hemarthria uncinata (фото)
© Уотсон и Даллвиц 1998
Вернуться к началу
Каждый колоск состоит из ряда цветков или соцветий, расположенных поочередно. по обе стороны от центральной оси — рахиллы, над двумя пустыми прицветниками — чешуйки.«Прицветник» — это общий термин для обозначения сильно уменьшенного листа, особенно маленького. листья, обрамляющие цветы. Цветок травы окружен двумя прицветниками, наружный один сбоку от оси, названный леммой, и внутренний прицветник, названный палеа. Прицветники вместе с цветком составляют цветочек.
Вернуться к началу
Plantae | Колоск, другой «цветок» в рисе
Абзац описания. Растительная клетка https: // doi.org / 10.1105 / tpc.18.00682
Авторы: Хуэй Чжуан и Юньфэн Ли
Предыстория: Колосок, который часто ошибочно принимают за «цветок», на самом деле является единицей соцветий и может давать один или несколько соцветий у некоторых видов травы. Это означает, что можно увеличить количество цветков (зерен) на один колосок и повысить урожайность у видов, которые в настоящее время производят только одноцветковый колос. У риса в колоске есть один плодородный верхний цветочек, одна пара стерильных чешуек и одна пара рудиментарных чешуек.Хотя рис дикого типа дает только один цветочек на один колосок, потеря детерминированности меристем колосков или восстановление двух «боковых цветков», которые в настоящее время считаются предшественниками «стерильных чешуек», могут позволить увеличить количество цветков на колоске. Однако для достижения этого необходимо более глубокое понимание генетического и молекулярного механизма развития колосков.
Вопросы: Какой ключевой фактор участвует в развитии колосков?
Результаты: Мы идентифицировали новый репрессор транскрипции, названный NSG1 , который кодирует белок цинкового пальца C2h3 и играет ключевую роль в регуляции идентичности латеральных органов в колоске.В мутантном колоске nsg1-1 , LHS1 , DL и MFO1 эктопически экспрессировались в двух или более органах, включая рудиментарную чешуйку, стерильную лемму, палею, лодикулу и тычинку, тогда как G1 . с пониженной регуляцией в рудиментарной чешуе и стерильной лемме. Кроме того, белок NSG1 был способен связывать регуляторные области LHS1 , а затем рекрутировать корепрессорные TPR для подавления экспрессии путем подавления уровней ацетилирования гистонов хроматина.Наше исследование демонстрирует, что большинство генов, контролирующих развитие колосков, регулируются вышележащими промоторными областями и факторами транскрипции.
Следующие шаги: Мы проведем более глубокий анализ, чтобы идентифицировать гены развития колосков и их молекулярную регуляторную сеть в рисе. Кроме того, мы проведем селекцию «трехцветковых колосков» с молекулярным дизайном с использованием нескольких генов развития колосков, включая NSG1 и LF1 , которые были идентифицированы нашей группой в 2017 году и индуцировали образование более поздних цветков вместо бесплодных. лемма (Zhang et al., 2017 PNAS).
Хуэй Чжуан, Хун-Лей Ван, Тин Чжан, Сяо-Цинь Цзэн, Хуан Чен, Чжун-Вэй Ван, Цзюнь Чжан, Хао Чжэн, Цзюнь Тан, Ин-Хуа Лин, Чжэн-Линь Ян, Гуан-Хуа Хэ и Юнь-Фэн Ли. (2019). NONSTOP GLUMES 1 Кодирует белок пальца цинка C2h3, который регулирует развитие колосков в рисе. Растительная клетка. https://doi.org/10.1105/tpc.18.00682.
Ключевые слова: ТФ, цинковый палец С2х3, развитие колосков, рис
OsVIL2 регулирует развитие колосков путем контроля регулирующих генов у Oryza sativa
Front Plant Sci.2018; 9: 102.
Hyeryung Yoon
1 Высшая школа биотехнологии и Института биотехнологий сельскохозяйственных культур, Университет Кён Хи, Йонгин, Южная Корея
Джунгиля Ян
1 Высшая школа биотехнологии и Института биотехнологий Кунг Хи University, Yongin, South Korea
Wanqi Liang
2 Joint International Research Laboratory of Metabolic and Developmental Sciences, Shanghai Jiao Tong University — University of Adelaide Joint Centre for Agriculture and Health, School of Life Sciences and Biotechnology, Shanghai Jiao Tong Университет, Шанхай, Китай
Dabing Zhang
2 Объединенная международная исследовательская лаборатория наук о метаболизме и развитии, Шанхайский университет Цзяо Тонг — Объединенный центр сельского хозяйства и здравоохранения Университета Аделаиды, Школа наук о жизни и биотехнологии, Шанхайский университет Цзяо Тонг , Шанхай, Китай
Gynheung An
9 0202 1 Высшая школа биотехнологии и Института биотехнологий сельскохозяйственных культур, Университет Кён Хи, Йонгин, Южная Корея
1 Высшая школа биотехнологии и Института биотехнологии сельскохозяйственных культур, Университет Кён Хи, Йонгин, Южная Корея
2 Совместные международные исследования Лаборатория наук о метаболизме и развитии, Шанхайский университет Цзяо Тонг — Объединенный центр сельского хозяйства и здравоохранения Университета Аделаиды, Школа наук о жизни и биотехнологии, Шанхайский университет Цзяо Тонг, Шанхай, Китай
Отредактировал: Стефан де Фолтер, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV-IPN), Мексика
Рецензент: Сяоли Цзинь, Чжэцзянский университет, Китай; Шри Рам Ядав, Индийский технологический институт, Рурки, Индия
Эта статья была отправлена в раздел «Эволюция и развитие растений» журнала Frontiers in Plant Science
Поступила в редакцию 1 октября 2017 г .; Принята в печать 18 января 2018 г.
Авторские права © 2018 Юн, Ян, Лян, Чжан и Ань.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License (CC BY). Использование, распространение или воспроизведение на других форумах разрешено при условии указания автора (авторов) и правообладателя и ссылки на оригинальную публикацию в этом журнале в соответствии с принятой академической практикой. Запрещается использование, распространение или воспроизведение без соблюдения этих условий.
Эта статья цитируется в других статьях в PMC.- Дополнительные материалы
РИСУНОК S1: Фенотипы osvil2-2 колосков. (A) Аномальное образование рудиментарной чешуи в колоске osvil2-2 . (В) osvil2-2 колоск с удлиненной пустой чешуей. (К) osvil2-2 колоск с дополнительными леммоподобными органами, обозначенными стрелками. (Г) osvil2-2 колоск с дегенерированной палеей. (E) Фенотип с двумя цветками. (F) Образование дополнительных органов цветка. (G) Дополнительное образование лодикулы и удлиненное лодикуло. (H) Аномальный плодолистик с увеличенным количеством рыльц и недифференцированной клеточной массой. (I) Мозаичный орган Lodicule – тычинки в osvil2-2 . Ca, плодолистник; ЭЭГ — удлиненная пустая чешуйка; Эло, удлиненное лодикула; L, лемма; Lo, lodicule; P, palea; ucm, недифференцированная клеточная масса. Шкала шкалы = 1 мм.
GUID: 433F4083-4985-457A-BFB4-F5934AFEA838
GUID: 433F4083-4985-457A-BFB4-F5934AFEA838
РИСУНОК S2: Анализ генеонтологии дифференциально экспрессируемых генов . (A) Обогащение активированных генов в 2-мм метелке. (B) Обогащение генов с пониженной регуляцией в 2-мм метелке. (C) Обогащение активированных генов в 4-мм метелке. (D) Обогащение генов с пониженной регуляцией в 4-мм метелке.
GUID: 1AD660AD-E928-4B78-90B7-BFE0DF541F96
GUID: 1AD660AD-E928-4B78-90B7-BFE0DF541F96
Таблица S1: Последовательности праймеров, используемых в этом исследовании.
GUID: 8F3E433F-90FC-43B1-AFDD-190B67E48A40
GUID: 8F3E433F-90FC-43B1-AFDD-190B67E48A40
ТАБЛИЦА S2: Гены увеличены до 9000, увеличено количество осей в 2 мм.
GUID: 120643BE-DD83-45B2-B380-B947AD381DD0
GUID: 120643BE-DD83-45B2-B380-B947AD381DD0
ТАБЛИЦА S3: Гены 9000 с пониженной регулировкой осей 2-мм
GUID: 120643BE-DD83-45B2-B380-B947AD381DD0
GUID: 120643BE-DD83-45B2-B380-B947AD381DD0
ТАБЛИЦА S4: Genes up-9000 panic.
GUID: 120643BE-DD83-45B2-B380-B947AD381DD0
GUID: 120643BE-DD83-45B2-B380-B947AD381DD0
ТАБЛИЦА S5: Гены 9000 с пониженной регулировкой осциллографа 4-мм
GUID: 120643BE-DD83-45B2-B380-B947AD381DD0
GUID: 120643BE-DD83-45B2-B380-B947AD381DD0
ТАБЛИЦА S6: Гены увеличены на 5–2000 мм и увеличены на 4–9 мм в двух панелях для молодых людей 2 .
GUID: 120643BE-DD83-45B2-B380-B947AD381DD0
GUID: 120643BE-DD83-45B2-B380-B947AD381DD0
ТАБЛИЦА S7: Гены с пониженной регулировкой 4-9000 осей в 2- 9 мм обеих панелях osil 2- 9 мм .
GUID: 120643BE-DD83-45B2-B380-B947AD381DD0
GUID: 120643BE-DD83-45B2-B380-B947AD381DD0
Реферат
Пространственное и временное регулятивное функционирование органов осуществляется с помощью различных пространственных и временных структурных паттернов органов.Ранее мы сообщали, что Oryza sativa VIN3-LIKE 2 ( OsVIL2 ) индуцирует цветение, опосредуя триметилирование гистона h4 на хроматине LFL1 . В этом исследовании мы сообщаем, что OsVIL2 также играет решающую роль во время развития колосков. Две независимые линии инсерционных мутантов Т-ДНК в гене показали измененное количество органов и аномальную морфологию во всех органах колосков. Сканирующая электронная микроскопия показала, что osvil2 влияет на формирование зачатков органов во время раннего развития колосков.Анализ экспрессии показал, что OsVIL2 экспрессируется на всех стадиях развития колосков. Транскриптомный анализ развивающихся колосков показал, что несколько регуляторных генов, участвующих в этом процессе и формировании органов цветков, подавляются в osvil2 . Эти результаты предполагают, что OsVIL 2 требуется для правильной экспрессии регуляторных генов, которые контролируют количество и морфологию цветочных органов.
Ключевые слова: VIN3-LIKE ген, развитие колосков, количество органов цветков, рис, репрессивный комплекс Polycomb 2, фактор ремоделирования хроматина
Введение
Травы имеют уникальную единицу соцветия, колоск, который содержит другой номер цветков и чешуек в зависимости от вида (Bommert et al., 2005). Колосок риса ( Oryza sativa ) состоит из двух рудиментарных чешуек, двух пустых чешуек и одного цветочка (Bommert et al., 2005). Каждый цветочек состоит из леммы, палеа, двух лодикул со стороны палеи, шести тычинок и плодолистика (Yoshida, Nagato, 2011).
Гены семействаAPETALA2 / этилен-чувствительный фактор (AP2 / ERF), SUPERNUMERARY BRACT ( SNB ) и INDETERMINATE SPIKELET1 ( IDS1 ) играют решающую роль в переходе цветков от SMikelet меристемы меристема (FM) (Lee et al., 2007; Ли и Ан, 2012). Их мутантные линии производят повторяющиеся чешуйки и демонстрируют аномальный рисунок цветочных органов из-за расширенной активности SM. Другой ген AP2 / ERF, MULTI-FLORET SPIKELET1 ( MFS1 ), также играет роль в регуляции судьбы SM. У mfs1 мутантов появляются дополнительные леммоподобные органы и удлиненные рахиллы, а пустые чешуйки и палеа дегенерируют (Ren et al., 2013). Эти результаты предполагают, что правильный переход от SM к FM необходим для нормального развития колосков.
Анализ различных мутантов риса выявил несколько генов, участвующих в развитии чешуек. Например, мутации в EXTRA GLUME1 ( EG1 ) и EG2 / OsJAZ1 , которые функционируют в передаче сигналов жасмоновой кислоты, вызывают аномальные фенотипы колосков. Пустые чешуйки трансформируются в органы, похожие на чешуйки, и образуются лишние чешуйки (Li et al., 2009; Cai et al., 2014). Кроме того, это влияет на идентичность и количество цветочных органов. Эти изменения, вероятно, связаны с измененной экспрессией OsMADS1 у мутантов (Jeon et al., 2000а; Прасада и др., 2005). Сходные фенотипы наблюдаются для РНКи-растений риса INDETERMINATE GAMETOPHYTE1 ( OsIG1 ) (Zhang et al., 2015). Мутации в длинной стерильной лемме ( G1 ) связаны с гомеотическим преобразованием стерильной леммы в лемму, предполагая, что ген репрессирует идентичность леммы, чтобы указать стерильную лемму (Yoshida et al., 2009). Мутации OsMADS34 вызывают плейотропные эффекты, включая изменение пустых чешуек в леммоподобные органы (Gao et al., 2010).
Развитие палеа задерживается у мутантов, дефектных по RETARDED PALEA1 ( REP1 ) (Yuan et al., 2009). DEPRESSED PALEA 1 ( DP1 ), кодирующий ДНК-связывающий белок AT-hook, также играет решающую роль в развитии палеа (Jin et al., 2011). Мутации этого гена вызывают дефект палеа, а также увеличение количества цветочных органов. Анализ экспрессии показал, что DP1 функционирует выше REP1 .Мутации OsMADS15 также приводят к дефектному палеа (Wang et al., 2010), тогда как мутации OsMADS6 также нарушают палею и изменяют развитие плодолистика (Ohmori et al., 2009; Li et al., 2010). Мутации OsMADS32 связаны с дефектными краевыми областями палеа и эктопических органов цветка (Sang et al., 2012).
Белки группы Polycomb (PcG) являются эпигенетическими репрессорами, которые контролируют экспрессию генов (Mozgova and Hennig, 2015). Они участвуют в различных процессах развития, образуя репрессивный комплекс 2 Polycomb (PRC2), который ингибирует целевые хроматины посредством триметилирования лизина 27 гистона 3 (h4K27me3) (Cao et al., 2002; Чермин и др., 2002; Мюллер и др., 2002; Некрасов и др., 2005). PRC2 контролирует инициирование FM, спецификацию идентичности органа и завершение меристемы (Gan et al., 2013).
PRC2 состоит из нескольких компонентов. В Arabidopsis мутанты основных компонентов PRC2 — CLF / SWN, FIE, EMF2 и MSI — проявляют эктопическую экспрессию AGAMOUS ( AG ), вызывая аномальные цветочные фенотипы, аналогичные фенотипам AG с повышенной экспрессией. растения (Goodrich et al., 1997; Йошида и др., 2001; Хенниг и др., 2003; Moon et al., 2003; Кац и др., 2004). Этот комплекс также влияет на терминацию FM, регулируя временную экспрессию WUSCHEL ( WUS ) и KNUCKLES ( KNU ) (Mozgova et al., 2015). После того, как все органы цветков инициированы, FM завершается посредством репрессии WUS , гена поддержания меристемы (Mayer et al., 1998). PRC2 подавляет экспрессию KNU , что ингибирует транскрипцию WUS (Lenhard et al., 2001; Sun et al., 2009). Для прекращения цветков активированный AG вытесняет PRC2 из KNU , что приводит к активации KNU и репрессии WUS (Sun et al., 2014).
INSENSITIVE 3 (VIN3), другой компонент PRC2, усиливает h4K27me3 в FLOWERING LOCUS C ( FLC ), репрессоре цветения (Sung and Amasino, 2004). У риса VIN3-подобный белок OsVIL2 усиливает цветение, опосредуя h4K27me3 на хроматине LFL1 , который является негативным регулятором цветения (Yang et al., 2013). OsVIL2 связывается с OsEMF2b, ортологом Arabidopsis EMF2 (Yang et al., 2013). Мутанты в OsEMF2b проявляют фенотипы тяжелых дефектов органов цветка и неопределенности меристемы, аналогичные мутантам, дефектным по генам E-функции OsMADS1, OsMADS6 и OsMADS34 (Luo et al., 2009; Yang et al., 2013 ; Conrad et al., 2014; Xie et al., 2015). OsEMF2b подавляет экспрессию этих генов E-функции, изменяя h4K27me3 на их хроматинах (Conrad et al., 2014). Кроме того, OsEMF2b ингибирует OsLFL1 и OsMADS4 , опосредуя h4K27me3 на их хроматине, что приводит к стимулированию цветения и регулирует спецификацию идентичности органов цветка (Xie et al., 2015).
Мутанты osvil2 также обнаруживают аномальное развитие колосков. В этом исследовании мы изучили мутантные фенотипы, которые появляются на ранних стадиях этого процесса, и провели анализ транскриптома, чтобы идентифицировать нижестоящие гены, контролируемые OsVIL2 .
Материалы и методы
Растительные материалы и условия роста
Две мутантные линии OsVIL2 , osvil2-1 и osvil2-2 , были выделены из пула линий мечения Т-ДНК риса (Jeon et al. , 2000b; Jeong et al., 2002; Yang et al., 2013). Семена мутантов и семян дикого типа (WT) проращивали на среде MS, и было проведено генотипирование для идентификации гомозиготных растений, как объяснялось ранее (Yi and An, 2013). Растения выращивали либо на рисовом поле в естественных условиях, либо в теплице при дополнительном искусственном освещении.
Конструирование вектораи трансформация риса
Для конструкции слияния промотор OsVIL2 — GUS мы использовали фрагмент промотора длиной 2348 п.н. между -2340 и +8 из сайта инициации трансляции OsVIL2 , который использовали для комплементации мутант (Zhao et al., 2010). Фрагмент амплифицировали с помощью ПЦР и помещали выше гена GUS без промотора с использованием бинарного вектора pGA3519, который содержит селектируемый маркер гигромицина.Последовательности праймеров для амплификации промоторной области перечислены в дополнительной таблице S1 . Штамм LBA4404 Agrobacterium tumefaciens трансформировали этим вектором методом замораживания-оттаивания (An et al., 1989). Трансгенные растения, экспрессирующие репортерный ген GUS , были получены путем совместного культивирования клеток Agrobacterium с каллусами щитка, полученными из зрелых семян риса (сорт Longjin). Совместно культивированные каллусы были отобраны и регенерированы, как сообщалось ранее (Jeon et al., 1999).
Гистохимическое окрашивание GUS
Ткани растений погружали в раствор для окрашивания GUS, который содержал 100 мМ фосфата натрия (pH 7,0), 0,1 мМ феррицианида калия, 0,1 мМ ферроцианида калия, 0,1% тритона X-100, 10 мМ EDTA (pH 8,0). ), 1% ДМСО, 0,1% X-gluc (5-бром-4-хлор-3-индолил-β-D-глюкуроновая кислота / соль циклогексиламмония) и 5% метанола (Yoon et al., 2014). Образцы инкубировали в течение ночи при 37 ° C, затем переносили в 70% этанол при 65 ° C на несколько часов для удаления хлорофиллов перед хранением в 95% этаноле.
Сканирующая электронная микроскопия
Образцы готовили, как описано ранее (Lee et al., 2007). Образцы фиксировали в растворе FAA, дегидратировали в этаноле и сушили до критической точки в Leica EM CPD300 (Leica Microsystems, Wetzlar, Германия). Их устанавливали на штыри, покрывали платиной напылением и наблюдали под растровым электронным микроскопом (SIGMA FE-SEM; Carl Zeiss, Германия).
ВыделениеРНК и анализ qRT-PCR
Суммарные РНК выделяли с помощью RNAiso Plus (TaKaRa, Shiga, Japan).КДНК были синтезированы с использованием 2 мкг РНК, обратной транскриптазы вируса мышиного лейкоза Молони (Promega, Мэдисон, Висконсин, США), ингибитора рибонуклеазы RNasin (Promega), 10 нг праймера олиго (dT) 18 и 2,5 мМ дезоксирибонуклеотидтрифосфаты. Количественная ОТ-ПЦР была проведена с использованием SYBR Green I Prime Q-Mastermix (GENETBIO, Тэджон, Южная Корея) и Rotor-Gene 6000 (Corbett Research, Сидней, Новый Южный Уэльс, Австралия) в соответствии с протоколами, описанными ранее (Yang et al., 2013 ; Wei et al., 2016). Рис Убиквитин 1 использовали в качестве внутреннего контроля для количественной ПЦР в реальном времени (qRT-PCR).
Для транскриптомных анализов суммарные РНК получали из 2- и 4-мм метелок растений WT и osvil2-1 в трех биологических повторностях. Двухцепочечные кДНК синтезировали со случайными гексамерами и лигировали с адаптерами. Эта библиотека была секвенирована попарно с использованием стратегии PE90 на Illumina HiSeq TM 2000 в Пекинском институте геномики (Ухань, Китай).Алгоритм DEseq применялся для фильтрации дифференциально экспрессируемых генов. Все аннотации Gene Ontology (GO) были загружены с NCBI 1 , UniProt 2 и с веб-сайта Gene Ontology 3 . Данные секвенирования РНК были депонированы в базу данных GEO (инвентарный номер: {«type»: «entrez-geo», «attrs»: {«text»: «GSE108538», «term_id»: «108538», «extlink»: «1»}} GSE108538).
Результаты
Мутации в
OsVIL2 , вызванные аномальным образованием колосковРанее нами было показано, что линии мутантов с инсерцией Т-ДНК osvil2-1 и osvil2-2 демонстрируют плейотропные фенотипы, включая позднецветущие и меньшее количество побегов. аномальное развитие колосков (Yang et al., 2013). В этом исследовании мы подробно охарактеризовали дефекты колосков ( Рисунок и Дополнительный Рисунок S1 ). Колоски WT имели пару рудиментарных чешуек плюс пустые чешуйки (, фиг. ). Напротив, количество рудиментарных чешуек было увеличено у 14% колосков osvil2 (, фиг. ). Более того, пустые чешуйки были удлиненными у 21% мутантных колосков (фигура , и дополнительный рисунок S1B ), в то время как количество пустых чешуек уменьшилось на 21%, в результате чего колоски были с одной пустой чешуей или без нее ( фигуры , ).Иногда на месте пустой чешуи развивался леммоподобный орган. Эти наблюдения показали, что мутации OsVIL2 влияют как на количество, так и на морфологию пустых чешуек.
Фенотипы колосков WT и osvil 2 мутант. (A – E) Фенотипы колосков WT и osvil2-1 . (A) Колоск WT с парой рудиментарных чешуек и пустых чешуек, лемма, палеа. (В) osvil2-1 колоск с удлиненной пустой чешуей. (К) osvil2-1 колоск с вырожденной чешуей и без пустой чешуки на стороне голени (наконечник стрелки). (Г) osvil2-1 колоск с дополнительным леммовидным органом. (E) osvil2-1 колоск с 2 леммами и 2 вырожденными палеа. (F – K) Фенотипы внутренних органов цветков WT и osvil2-1 . Палеа и лемма были удалены. (F) Колоск WT состоит из двух лодикул на стороне леммы, шести тычинок (звездочек) и одного пестика с двумя рыльцами (стрелки). (г) osvil2-1 цветочек с лишними лодикулами и незрелыми тычинками. (В) osvil2-1 цветочек с мозаичными лодикулярно-тычинковыми органами. (I) osvil2-1 цветочек с лишними лодикулами, семью тычинками (звездочками) и двумя плодолистиками. (Дж) освил2-1 плодолистик, в котором сплавлено несколько плодолистиков. Количество клейм также увеличено (стрелки). (К) Мозаичный орган Lodicule – тычинки в osvil2-1 . (L) Поперечное сечение колоска WT. (М, Н) Поперечное сечение колоса osvil2 . (М) Образование добавочного леммоподобного органа в колоске osvil2 . (н.) osvil2 с двумя леммами, двумя дегенерированными палеа, тремя аномальными лодикулами (наконечниками стрел) и одним сросшимся плодолистиком с двумя семязачатками. боп, тело палеа; Ca, плодолистник; DP — депрессивная палеа; EG, пустая чешуйка; ЭЭГ — удлиненная пустая чешуйка; L, лемма; Lo, lodicule; L / S — мозаичный орган lodicule – тычинка; Мне нравится; леммоподобный орган; mrp — краевая область палеи; Ov, яйцеклетка; P, palea; RG, рудиментарная чешуйка.Звездочками обозначены тычинки (F, I) или сосудистые пучки (L – N) . Масштабные линейки = 1 мм (A – K) или 500 мкм (L – N) .
Количество цветочных органов в WT, osvil2-1 и osvil2-2 колосков. (A) Рудиментарные чешуйки; (B) пустых чешуек; (C) лемма и палеа; (D) лодикулы; (E) тычинок; (F) пестиков.
Кроме того, у osvil2 цветков аномальное развитие всех органов цветков.Дополнительные леммоподобные структуры наблюдались в 45% колосков osvil2 , создавая три или более таких структур ( рисунки, и дополнительные рисунки S1C ). Дополнительные леммоподобные органы часто образовывались на эктопическом обороте. Некоторые из этих эктопических леммоподобных органов напоминали лемму ( рис. ). Количество лемм увеличилось у 14% колосков из osvil2 , и они часто сопровождали дегенерированную палею ( рисунков, ).Развитие палеи было дефектным у 33% этих мутантов ( фиг. и дополнительная фигура S1D ), а поперечные сечения колосков показали дополнительные леммоподобные органы ( фиг. ) и дегенерированную палею ( фиг. ).
Число лодикулов увеличилось до трех или более у 54% из osvil2 колосков ( рисунки, и дополнительные рисунки S1F, G ), и их морфология иногда была аномальной. Лодикулы были удлиненными (20%) или похожим на пыльник органом, образованным в верхней части 26% этих лодикул ( Фигуры ).Количество тычинок уменьшилось у 8% колосков ( рисунков, ), но увеличилось у 22% ( рисунков, ). Наконец, количество плодолистиков увеличилось до двух у 32% мутантных колосков (фигуры , ), и они часто сливались (фигуры , ). Эти наблюдения показали, что OsVIL2 необходим для правильного развития всех органов в колоске.
Раннее развитие колосков было затронуто в
osvil2Мы использовали сканирующий электронный микроскоп для изучения дефектов колосков на ранних стадиях развития, которые были классифицированы на основе предыдущих исследований (Ikeda et al., 2004). У WT FM образовал пустую чешуйку и лемму на противоположной стороне от пустой чешуи во время стадии развития колосков Sp3 у WT ( Рисунок ). Впоследствии Palea развивалась на стадиях 4–5 (, рис. ). В то время как лемма и палеа удлинялись, тычинки развились на стадии 6 (, рис. ). Наконец, плодолистик поднялся в центре колоса на этапе 8 ( Рисунок ).
Сканирующие электронные микрографические изображения колосков WT и osvil2 на ранних стадиях развития. (A – D) Колоски WT. (A) Этап Sp3 во время формирования зачатков леммы. (B) Стадия Sp4-5 формирования зачатков палеа; возможно, внутри леммы зарождаются два зачатка лодикулы. (C) Стадия Sp6, с образованием шести зачатков тычинок (звездочка). (D) Стадия Sp8, с зарождением зачатков плодолистиков во время роста леммы и палеи. (E – H) Замедленный рост палеа у osvil2 колосков. (E) Стадия Sp4, демонстрирующая замедление роста зачатков палеа (стрелка) по сравнению с ростом леммы. (F) Стадия Sp6, с дегенеративным формированием палеа и замедленным формированием зачатков тычинок на бледной стороне. (G) Стадия Sp8, с замедленным ростом палеи по сравнению с леммой. (H) Стадия Sp6, демонстрирующая неправильное формирование зачатков тычинок (звездочка). Дополнительный зачаток органа (наконечник стрелки) между палеей и тычинкой, увеличивающий размер цветочного мутовки. (I – L) osvil2 колоск с фенотипом двухцветков. (I) Стадия Sp3, с более широкой цветочной меристемой и двумя зачатками лемм с обеих сторон. (J) Стадия Sp4, с двумя вырожденными зачатками палеа, образующимися в середине двух лемм. (K) Стадия Sp6, представляющая зачатки эктопических органов (наконечники стрелок), вероятно, образующие дополнительные палеа и лодикулы. (L) Stage Sp6-7, с образованием восьми зачатков тычинок. (М – П) osvil2 колоск с добавочной чешуей или чешуйчатыми органами. (M) Стадия Sp7, на которой количество зачатков тычинок снижено до 5. Цветочные мутовки увеличиваются, и после дополнительной леммы формируется дегенерированная палеа. (N) Стадия Sp4 с образованием дополнительных зачатков чешуек (стрелки). (O) Этап Sp6, на котором производятся дополнительные леммы, в то время как формирование внутреннего органа задерживается. (P) Стадия Sp8, с дополнительной леммой, полученной после образования нормальных пустых чешуек и рудиментарных чешуек. Ca, плодолистник; DP — дегенерированная палеа; EG, пустая чешуйка; FM — цветочная меристема; L, лемма; P, palea; RG, рудиментарная чешуйка. Масштабные линейки = 20 мкм.
У osvil2 колосков формирование палеа зачатков часто задерживалось на Sp4 ( Рисунок ).В Sp6 мутантные колоски обнаруживают дегенерированные палеа-зачатки, часто вместе с задержкой развития внутренних органов цветков на палеа-стороне ( Фигуры ). Это замедление, по-видимому, привело к снижению количества образовавшихся тычинок, а также к аномальному развитию внутренних органов цветка ( Рисунок ). FM были больше у примерно колосков osvil2 , которые обычно сопровождали два зачатка леммы и два дегенерированных зачатка палеа ( Фигуры ). На Sp6 между леммой и зачатком тычинок наблюдались дополнительные зачатки лодикулов (, фиг. ).Во время этой стадии количество зачатков тычинок было изменено ( Фигуры ), и периодически происходило повторное образование чешуек ( Фигуры ). Дополнительные чешуйки и чешуйчатые органы образовывались на дополнительных оборотах ( Фигуры ). Эти находки показали, что OsVIL2 функционирует на ранних стадиях развития колосков.
Паттерн экспрессии
OsVIL2Паттерн экспрессии OsVIL2 анализировали с помощью ОТ-ПЦР.В вегетативных тканях ген был обнаружен в листьях проростков и листовых пластинках зрелых растений ( фиг. ). Он также конститутивно экспрессировался в метелках на различных стадиях развития ( фиг. ). У зрелых колосков экспрессия была сильной в тычинках и плодолистиках и слабой в лодикулах и палеа ( Рисунок ). Экспрессию также изучали на тканевом уровне с использованием промоторной области OsVIL2 , слитой с репортерным геном GUS ( фиг. ).Мы получили 13 растений, независимо трансформированных этой конструкцией промотор OsVIL2 — GUS . Эти линии отображали похожий образец выражения, поэтому мы выбрали строку с самым высоким выражением GUS для дальнейшего анализа. Репортер GUS сильно экспрессировался в листьях, но не экспрессировался в корнях, как наблюдали из анализов RT-PCR ( Фигуры ). Во время развития колосков репортер был обнаружен в базальных областях колосков (Фигуры — ).У цветков Sp8 он был сильно выражен в пыльниках и базальной области плодолистиков ( Фигуры ). Этот предпочтительный для органов паттерн экспрессии соответствовал паттерну, выявленному по данным qRT-PCR.
Характер экспрессии OsVIL2 в различных органах. (A – C) Анализ экспрессии ОТ-ПЦР. (A) Экспрессия в различных органах. (B) Экспрессия во время раннего развития колосков. (C) Экспрессия в каждом органе цветка в зрелых колосках. (D) Принципиальная схема конструкции pOsVIL2 :: GUS . (E – M) Наблюдение за линией улавливания промотор-GUS OsVIL2. Экспрессия в пластинке листа (E) , корень (F) , колоск на Sp4 (G) , колоск на Sp5 (H) , колоск на Sp6 (I) , колоск на Sp7 ( J) , колоски в 12-мм молодой метелке (K) , колоски в 50-мм метелке (L) и зрелые колоски (M) .EG, пустая чешуйка; L, лемма; P, palea; RG, рудиментарная чешуйка.
Анализ транскриптомов молодых метелок
Анализы секвенирования РНК проводили для идентификации генов, дифференциально экспрессируемых в osvil2 во время раннего развития колосков. Были исследованы две стадии: 2-миллиметровые метелки, содержащие колоски в основном на Sp4 или ранее, и 4-миллиметровые метелки, содержащие колоски в основном на Sp7 или ранее. В 2-миллиметровых образцах 451 ген был активирован ( Дополнительная таблица S2 ) и 606 генов подавлен ( Дополнительная таблица S3 ) по меньшей мере в два раза.В 4-миллиметровых образцах 548 генов были активированы ( Дополнительная таблица S4 ) и 490 генов подавлены ( Дополнительная таблица S5 ) по крайней мере в два раза. Перекрытие между образцами размером 2 и 4 мм показало, что 330 генов были активированы ( Дополнительная таблица S6 ), тогда как 306 генов были подавлены ( Дополнительная таблица S7 ). В общей сложности 669 генов были активированы, а 790 генов подавлены по крайней мере в два раза в обоих классах размеров (, фиг. ).
Число генов, дифференциально экспрессируемых в osvil2 молодых метелок. (A) Число повышено; Номер (B) с пониженным регулированием.
Мы выполнили анализ GO с использованием дифференциально экспрессируемых генов ( Дополнительная фигура S2 ). Наш анализ GO показал, что развитие цветка (GO: 0009908) было значительно обогащено генами с подавлением экспрессии в 2-мм метелках, что означает, что регуляторные гены, участвующие в этом процессе, подавлялись в osvil2 на ранних стадиях.Термины для транскрипции (GO: 0006351) и регуляции транскрипции (GO: 0006355) также были высоко обогащены для генов с пониженной регуляцией от обоих размеров метелки ( дополнительные фигуры S2B, D ). Среди факторов транскрипции многие гены семейств AP2 и MADS-боксов были значительно подавлены ( Supplementary Table S3 ). Поскольку несколько генов внутри этих семейств играют важные функции в формировании SM и развитии цветковых органов, их подавление в развивающихся метелках, вероятно, является причиной аномальных фенотипов колосков.
Анализ транскриптомов генов, участвующих в фазовом переходе меристемы или развитии колоскового органа, показан в таблице . Гены, определяющие размер меристемы — FON1, FON4 и OsWUS (Suzaki et al., 2004; Chu et al., 2006; Moon et al., 2006; Nardmann, Werr, 2006) — почти одинаково экспрессировались в osvil2 мутантов. Среди генов, которые функционируют при переходе от меристемы соцветия (IM) к SM, частота транскриптома APO1 была значительно снижена в обоих размерах метелки. APO1 , ортолог Arabidopsis UFO , подавляет более раннее преобразование IM в SM и способствует пролиферации клеток в IM (Ikeda et al., 2005, 2007; Ikeda-Kawakatsu et al., 2009). Кроме того, APO1 регулирует идентичность органов цветка и детерминированность цветков путем усиления экспрессии гена C-функции OsMADS3 (Ikeda et al., 2005). Однако мы обнаружили, что уровень экспрессии APO2 / RFL был повышен у наших мутантов osvil2 .Ген APO2 / RFL , ортолог Arabidopsis LFY , также подавляет переход от IM к SM. Снижение его экспрессии снижает количество продуцируемых ветвей метелки и изменяет идентичность органов цветка (Rao et al., 2008; Ikeda-Kawakatsu et al., 2012).
Таблица 1
Уровни экспрессии генов, контролирующих развитие колосков.
Функция | Gene | Метелька 2 мм | Метелька 4 мм | ||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
WT | osvil2 | 0 00 00 FC1 009 00 | 0 FC|||||||||||||||||||||||||
Размер меристемы (поддержание меристемы) | FON1 | 771.4 | 615,0 | 0,80 | 486,8 | 497,0 | 1,02 | ||||||||||||||||||||
FON2 / FON4 | 86,5 | 5410310 | 86,5 | 5410310 | 54.310 | OsWUS | 24,3 | 19,2 | 0,79 | 23,0 | 14,1 | 0,61 | |||||||||||||||
Переход от IM к SM / FM | TAW 135.6 | 107,5 | 0,79 | 110,0 | 74,2 | 0,67 | | ||||||||||||||||||||
APO1 ↓ | 57,4 | 20,9 | 9102 | APO2 / RFL ↑ | 3280,0 | 4908,4 | 1,50 | 2296,3 | 3617,8 | 1,58 | |||||||||||||||||
RCN1 910.5 | 20,2 | 1,22 | 15,8 | 16,8 | 1,06 | ||||||||||||||||||||||
RCN2 | 17,5 | 6,4 | 0,37 9107 910 910 9109 4,6 910 910 910 | 6,4 | 0,37 9107 910 910 910 910 910 910 910 910 RCN3 | 110,3 | 142,1 | 1,29 | 131,4 | 127,8 | 0,97 | ||||||||||||||||
RCN4 ↑ | 22.4 | 54,5 | 2,44 | 26,0 | 58,8 | 2,26 | |||||||||||||||||||||
Переход от SM к FM | FZP ↑ | 65,6 | 106,610 | 910 910106,610 | 91065,6 | 106,610 | 910 910|||||||||||||||||||||
SNB | 1230,8 | 1228,1 | 1,00 | 1248,3 | 1245,4 | 1,00 | |||||||||||||||||||||
7410 MFS3 | 1234.0 | 1.05 | 925.8 | 932.1 | 1.01 | ||||||||||||||||||||||
Регулировка SM, развитие пустой колосковой чешуи | TOB1 | 3258.4 | .789104 | ||||||||||||||||||||||||
EG1 | 35,5 | 42,8 | 1,21 | 29,0 | 32,8 | 1,13 | |||||||||||||||||||||
OsJ25 | 3617.2 | 0.81 | 4206.7 | 3676.2 | 0.87 | ||||||||||||||||||||||
OsIG1 ↓ | 445.2 | 188.710 9106 910 910 | G1 / ELE ↓ | 553,6 | 103,6 | 0,19 | 610,4 | 103,9 | 0,17 | ||||||||||||||||||
Palea development | REP1 ↓ 44 910.2 | 23,6 | 0,53 | 48,1 | 20,8 | 0,43 | |||||||||||||||||||||
DP1 ↓ | 347,6 | 269,2 | 9102 910 910 910 910 910 910идентичность | OsMADS32 | 4715,4 | 5236,4 | 1,1 | 3968,8 | 4403,9 | 1,1 | |||||||||||||||||
A Функция | 0 OsMADS6 | 8450.6 | 1.06 | 7272.7 | 7936.4 | 1.09 | |||||||||||||||||||||
OsMADS15 | 8425.3 | 10601010 9109 9109 | 9102 | 9102 | 9102 | 9102 | OsMADS18 | 4468,5 | 4804,5 | 1,08 | 4481,5 | 4900,4 | 1,09 | ||||||||||||||
B Функция | OsMADS2 | 91041140,9 | 0,69 | 1684,0 | 1481,1 | 0,88 | |||||||||||||||||||||
OsMADS4 ↓ | 401,0 | 11910 910 910 910 9102 9102 | 401,0 | 11910 910 910 910 910 9102 910 910 910 910 910 910 910 910 910 9109 OsMADS16 ↓ | 1377,4 | 434,0 | 0,32 | 1709,9 | 1144,7 | 0,67 | |||||||||||||||||
C Функция | OsMADS3 61035 2 | 194,3 | 0,31 | 518,4 | 298,3 | 0,58 | |||||||||||||||||||||
OsMADS58 ↓ | 247,9 | 611012 | 247,9 | 611010 9109 | 247,9 | 6110 9109 | 9109DL ↓ | 1033,4 | 616,3 | 0,60 | 1059,8 | 947,3 | 0,89 | ||||||||||||||
D Функция | OsMADS13 | ↓ 9102 | 5,0 | 0,08 | 60,0 | 26,5 | 0,44 | ||||||||||||||||||||
E Функция | OsMADS1 ↓ | 4493,6 | 2096.610 | OsMADS5 ↓ | 2328,2 | 3562,7 | 1,53 | 3562,7 | 2328,2 | 1,53 | |||||||||||||||||
9104 9104 9104 9107 9107 9104 | 884,2 | 0,37 | 2975,9 | 1963,5 | 0,66 | ||||||||||||||||||||||
OsMADS8 ↓ | 2361,2 | 621010 910 910 910 910 910 | OsMADS34 ↓ | 2908,0 | 3619,6 | 1,24 | 2709,0 | 3666,4 | 1,35 | ||||||||||||||||||
OsMADS6 910. 910 3 | 1839,8 | 0,35 | 3874,1 | 2070,0 | 0,53 |
Среди четырех генов RCN , гомологичных экспрессии Arabidopsis TERMINAL FLOWER, , Arabidopsis TERMINAL FLOWER 1 RCN4 был увеличен по крайней мере в два раза у мутантных колосков, в то время как RCN1 , RCN2 и RCN3 существенно не пострадал. Кроме того, мы не смогли обнаружить каких-либо значительных изменений в уровнях транскриптомов для SNB и MFS , которые функционируют во время перехода от SM к FM ( таблица ).Экспрессия была немного увеличена для FZP , гена, который ингибирует подмышечную меристему в колосках и способствует FM за счет усиления экспрессии B-функции ( OsMADS4 и OsMADS16 ), E-функции ( OsMADS1, OsMADS7 и OsMADS8 ) и AGL6-подобных ( OsMADS6 и OsMADS17 ) гены MADS-бокса (Komatsu et al., 2003; Bai et al., 2016).
Среди генов, необходимых для образования пустых чешуек (Yoshida et al., 2009; Zhang et al., 2015), G1 и OsIG1 были значительно подавлены в молодых колосках из osvil2 . Поскольку развитие пустых чешуек было ненормальным, и их количество было меньше у мутанта, снижение экспрессии генов могло быть причиной этих дефектов. Более того, подавление REP1 , которое необходимо для развития палеа (Yuan et al., 2009), могло быть связано с дегенерацией палеа у osvil2 .
Несколько генов MADS-бокса, которые функционируют в идентичности органов цветка, были подавлены в колосках osvil2 .Экспрессия B-функции OsMADS4 и OsMADS16 была затронута у мутанта, особенно в 2-мм колосках. C-функция OsMADS3, OsMADS58 и DL также подавлялась в мутантных колосках. Кроме того, экспрессия была значительно снижена для D-функции OsMADS13 и E-функции OsMADS1, OsMADS6, OsMADS7 и OsMADS8 . Напротив, экспрессия генов A-функции OsMADS14, OsMADS15 и OsMADS18 существенно не пострадала, в то время как экспрессия OsMADS5 была увеличена.
Чтобы проверить наши данные о секвенировании РНК, мы провели qRT-PCR, сосредоточив внимание на 13 генах MADS-бокса, которые контролируют идентичность и развитие цветковых органов ( Рисунок ). Среди них восемь ( OsMADS1, OsMADS3, OsMADS4, OsMADS6, OsMADS7, OsMADS13, OsMADS16 и OsMADS58 ) были подавлены, в то время как экспрессия пяти ( OsMADS2, OsMADS14000, OsMADS9 ) не претерпела значительных изменений в соответствии с анализами транскриптома (, фиг. ).В мутантах osvil2 экспрессия всех восьми подавленных генов была значительно снижена на основании результатов qRT-PCR. Среди пяти, для которых анализ РНК-секвенирования не показал значительных изменений, экспрессия была сходной между WT и osvil2 для трех, в то время как два других, OsMADS5 и OsMADS34 , были слегка повышены в мутантных метелках.
Проверка результатов секвенирования РНК с помощью qRT-PCR. Уровни расшифровки даны относительно Ubi1 . (A) Анализ qRT-PCR генов, участвующих в развитии колосков. (B) Анализ qRT-PCR генов MADS-бокса, участвующих в развитии органов цветков. (C) Анализ qRT-PCR активированных генов, ранее идентифицированных в анализе секвенирования РНК.
Мы также выбрали восемь генов, у которых была выявлена повышенная регуляция на основании нашего анализа транскриптомов (, фиг. ). Эксперименты по проверке qRT-PCR показали, что их экспрессия была намного выше у мутантов osvil2 .Все эти результаты продемонстрировали надежность данных, полученных в результате анализа секвенирования РНК.
Обсуждение
В этом исследовании мы проанализировали аномальные фенотипы osvil2 и обнаружили, что они изменчивы во всех органах колосков. Более того, у мутанта была значительно изменена экспрессия основных регуляторных генов для развития колосков. Эти результаты продемонстрировали, насколько необходим OsVIL2 для формирования нормального паттерна органов во время образования колосков, поскольку он модулирует правильную экспрессию тех генов, которые контролируют развитие органов и идентичность в колосках.
Колоски мутанта osvil2 давали удлиненные пустые чешуйки, напоминающие лемму. Гомеотическая трансформация пустых чешуек в лемму также была описана для мутантов, дефектных в G1, EG1, EG2, OsMADS34 и OsIG1 (Li et al., 2009; Yoshida et al., 2009; Gao et al., 2010 ; Cai et al., 2014; Zhang et al., 2015). Поскольку пустые чешуйки не встречаются в колосках других трав, происхождение и идентичность пустых чешуек спорны (Yoshida and Nagato, 2011).Фенотип удлиненной пустой чешуи osvil2 подтверждает идею о том, что пустые чешуйки являются вырожденными леммами о стерильных соцветиях (Arber, 1934). Экспрессия генов идентичности пустой колосковой чешуи — G1 и OsIG1 — была существенно ниже в развивающихся метелках osvil2 , чем у WT, что позволяет предположить, что OsVIL2 функционирует выше G1 и OsIG1 до указать стерильное тождество леммы.
Еще одним фенотипом колосков osvil2 было образование дегенерированной палеи.Этот дефект имел место в основном в палеа теле, а не в краевой области. Кроме того, средняя часть зачатков палеа часто не росла, что приводило к расщеплению палеи. Эти фенотипы аналогичны фенотипам, описанным для мутантов, дефектных в REP1, OsMADS15, MFS1, DP1 или OsIG1 (Yuan et al., 2009; Wang et al., 2010; Jin et al., 2011; Ren et al. ., 2013; Zhang et al., 2015). Экспрессия REP1, DP1 и OsIG1 была снижена у мутантов osvil2 , что позволяет предположить, что эти гены связаны с дефектами палеа.У арабидопсиса гены VIL действуют во время яровизации и цветения (Sung, Amasino, 2004; Sung et al., 2006; Greb et al., 2007). Наше наблюдение, что рис VIL функционирует в развитии колосков, указывает на диверсифицированную функцию семейства генов. Поскольку колоск представляет собой уникальную структуру соцветий травы, будет интересно изучить, сохраняется ли функция OsVIL2 у других видов трав.
Наиболее значимым фенотипом osvil2 было увеличение числа всех органов цветка.Этот фенотип был подобен фенотипу мутантов, дефектных по FON4 , ортологу Arabidopsis CLV3 (Chu et al., 2006). Здесь количество цветковых органов во внутренних оборотах сильнее сказывается на колосках. Для мутантов fon4 число плодолистиков может увеличиваться до 10, тогда как это число возросло до двух в osvil2 . Число тычинок также увеличивается до 10 в fon4 по сравнению с 8 в osvil2 . Гомеотическое преобразование пустых чешуек в лемму является общим для мутантов fon4 и osvil2 .Мы отметили, что экспрессия FON4 была снижена в развивающихся метелках osvil2 , предполагая, что этот ген функционирует ниже OsVIL2 .
Идентичность цветочных органов регулируется множеством генов, включая некоторые гены MADS-box (Zhang and Yuan, 2014). Мы наблюдали, что несколько генов MADS-бокса по-разному экспрессировались в osvil2 . Изменение экспрессии этих цветочных гомеотических генов могло быть ответственным за аномальное развитие цветочных органов у мутанта.
Это исследование показало, что OsVIL2 влияет на различные аспекты развития колосков, контролируя различные гены, важные для развития колосков. Поскольку OsVIL2 функционирует вместе с PRC2, который подавляет хроматин-мишень, мы ожидали обнаружить, что экспрессия прямых мишеней будет выше у мутантов osvil2 . Вместо этого уровни транскрипции для большинства регуляторных генов, которые контролируют количество или идентичность органов, были снижены, в то время как экспрессия была немного увеличена для RCN4, OsMADS5 и OsMADS34 .Это подразумевает, что они могут быть прямыми мишенями OsVIL2-PRC2. Хотя функция RCN4 остается неизвестной, избыточная экспрессия RCN1 и RCN2 может приводить к сильно разветвленным метелкам, указывая тем самым, что они также играют роль в подавлении судьбы цветков (Nakagawa et al., 2002). В более раннем функциональном исследовании OsEMF2b, OsMADS34 был предсказан как прямой ген-мишень для Os EMF2b (Conrad et al., 2014). Поскольку OsEMF2b взаимодействует с OsVIL2 (Yang et al., 2013), мутации OsVIL2 также могут влиять на гены MADS-бокса.
Вклад авторов
Все это исследование было организовано GA. GA, HY, JY, WL и DZ разработали исследование. HY, JY, WL и DZ провели эксперименты и проанализировали данные. HY и GA написали рукопись. Все авторы прочитали и одобрили рукопись.
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Благодарности
Авторы благодарят Kyungsook An за работу с семенным фондом и Присциллу Лихт за редактирование англоязычного содержания статьи.
Финансирование. Эта работа была поддержана грантом Программы совместных исследований для развития сельскохозяйственных наук и технологий Управления сельского развития Южной Кореи (проект № PJ013210), предоставленного GA.
Дополнительные материалы
Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https: // www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2018.00102/full#supplementary-material
РИСУНОК S1
Фенотипы колосков osvil2-2 . (A) Аномальное образование рудиментарной чешуи в колоске osvil2-2 . (В) osvil2-2 колоск с удлиненной пустой чешуей. (К) osvil2-2 колоск с дополнительными леммоподобными органами, обозначенными стрелками. (Г) osvil2-2 колоск с дегенерированной палеей. (E) Фенотип с двумя цветками. (F) Образование дополнительных органов цветка. (G) Дополнительное образование лодикулы и удлиненное лодикуло. (H) Аномальный плодолистик с увеличенным количеством рыльц и недифференцированной клеточной массой. (I) Мозаичный орган Lodicule – тычинки в osvil2-2 . Ca, плодолистник; ЭЭГ — удлиненная пустая чешуйка; Эло, удлиненное лодикула; L, лемма; Lo, lodicule; P, palea; ucm, недифференцированная клеточная масса. Шкала шкалы = 1 мм.
РИСУНОК S2
Генеонтологический анализ дифференциально экспрессируемых генов в osvil2 . (A) Обогащение активированных генов в 2-мм метелке. (B) Обогащение генов с пониженной регуляцией в 2-мм метелке. (C) Обогащение активированных генов в 4-мм метелке. (D) Обогащение генов с пониженной регуляцией в 4-мм метелке.
Таблица S1
Последовательности праймеров, используемых в этом исследовании.
ТАБЛИЦА S2
Гены активируются в 2-мм молодых метелках osvil2 .
ТАБЛИЦА S3
Гены подавляются в 2-мм молодых метелках osvil2 .
ТАБЛИЦА S4
Гены активируются в 4-мм молодых метелках osvil2 .
ТАБЛИЦА S5
Гены подавляются в 4-мм молодых метелках osvil2 .
ТАБЛИЦА S6
Гены активируются как в 2-, так и в 4-мм молодых метелках osvil2 .
ТАБЛИЦА S7
Гены подавляются как в 2-, так и в 4-мм молодых метелках osvil2 .
Список литературы
- An G., Ebert P. R., Mitra A., Ха С. Б. (1989). «Двоичные векторы» в Руководство по молекулярной биологии растений редакторы Гельвин С. Б., Шильпероорт Р. А. (Дордрехт: Kluwer Academic Publisher;) 1–19. [Google Scholar]
- Арбер А. (1934). Зерновые: исследование злаков, бамбука и трав . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. [Google Scholar]
- Бай Х., Хуан Ю., Мао Д., Вэнь М., Чжан Л., Син Ю. (2016). Регуляторная роль FZP в определении ветвления метелки и образования колосков у риса. Sci. Реп. 6: 19022. 10.1038 / srep19022 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Боммерт П., Сато-Нагасава Н., Джексон Д., Хирано Х. Ю. (2005). Генетика и эволюция соцветий и развития цветков у трав. Physiol растительных клеток. 46 69–78. 10.1093 / pcp / pci504 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Cai Q., Yuan Z., Chen M., Yin C., Luo Z., Zhao X., et al. (2014). Жасмоновая кислота регулирует развитие колосков в рисе. Нац.Commun. 5: 3476. 10.1038 / ncomms4476 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Цао Р., Ван Л., Ван Х., Ся Л., Эрдджумент-Бромаж Х., Темпст П. и др. (2002). Роль метилирования гистона h4 лизина 27 в сайленсинге Polycomb-группы. Наука 298 1039–1043. 10.1126 / science.1076997 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Chu H., Qian Q., Liang W., Yin C., Tan H., Yao X., et al. (2006). Ген FLORAL ORGAN NUMBER4 , кодирующий предполагаемый ортолог Arabidopsis CLAVATA3, регулирует размер апикальной меристемы у риса. Plant Physiol. 142 1039–1052. 10.1104 / стр. 106.086736 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Conrad L.J., Khanday I., Johnson C., Guiderdoni E., An G., Vijayraghavan U., et al. (2014). Ген группы поликомб EMF2B необходим для поддержания детерминированности меристемы цветков риса. Завод J. 80 883–894. 10.1111 / tpj.12688 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Чермин Б., Мелфи Р., МакКейб Д., Зейтц В., Имхоф А., Пирротта В.(2002). Drosophila энхансер комплексов Zeste / ESC обладает активностью гистон-h4-метилтрансферазы, которая маркирует хромосомные участки Polycomb. Ячейка 111 185–196. 10.1016 / S0092-8674 (02) 00975-3 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ган Э. С., Хуанг Дж., Ито Т. (2013). Функциональные роли модификации гистонов, ремоделирования хроматина и микроРНК в развитии цветка Arabidopsis . Внутр. Rev. Cell Mol. Биол. 305 115–161. 10.1016 / B978-0-12-407695-2.00003-2 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Гао X., Лян В., Инь С., Цзи С., Ван Х., Су X. и др. (2010). SEPALLATA -подобный ген OsMADS34 необходим для развития соцветий и колосков риса. Plant Physiol. 153 728–740. 10.1104 / pp.110.156711 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Гудрич Дж., Пуангсомли П., Мартин М., Лонг Д., Мейеровиц Э. М., Коупленд Г. (1997). Ген группы Polycomb регулирует экспрессию гомеотического гена в Arabidopsis . Природа 386 44–51. 10.1038 / 386044a0 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Греб Т., Милн Дж. С., Кревиллен П., Джеральдо Н., Ан Х., Гендалл А. Р. и др. (2007). Фингерпринтный белок VRN5 PHD действует в эпигенетическом замалчивании Arabidopsis FLC . Curr. Биол. 17 73–78. 10.1016 / j.cub.2006.11.052 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Хенниг Л., Таранто П., Вальзер М., Шёнрок Н., Груиссем В. (2003). Arabidopsis MSI1 необходим для эпигенетического поддержания репродуктивного развития. Развитие 130 2555–2565. 10.1242 / dev.00470 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Икеда К., Ито М., Нагасава Н., Киодзука Дж., Нагато Ю. (2007). Рис ABERRANT PANICLE ORGANIZATION 1 , кодирующий белок F-бокса, регулирует судьбу меристемы. Завод J. 51 1030–1040. 10.1111 / j.1365-313X.2007.03200.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Икеда К., Нагасава Н., Нагато Ю. (2005). ABERRANT PANICLE ORGANIZATION 1 регулирует во времени идентичность меристемы риса. Dev. Биол. 282 349–360. 10.1016 / j.ydbio.2005.03.016 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Икеда К., Сунохара Х., Нагато Ю. (2004). Ход развития соцветия и колоска у риса. Порода. Sci. 54 147–156. 10.1270 / jsbbs.54.147 [CrossRef] [Google Scholar]
- Икеда-Кавакацу К., Маэкава М., Идзава Т., Ито Дж. И., Нагато Ю. (2012). ABERRANT PANICLE ORGANIZATION 2 / RFL , ортолог риса Arabidopsis LEAFY , подавляет переход от меристемы соцветия к меристеме цветков посредством взаимодействия с APO1 . Завод J. 69 168–180. 10.1111 / j.1365-313X.2011.04781.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Икеда-Кавакацу К., Ясуно Н., Оикава Т., Иида С., Нагато Ю., Маекава М. и др. (2009). Уровень экспрессии ABERRANT PANICLE ORGANIZATION1 определяет форму соцветия риса посредством контроля пролиферации клеток в меристеме. Plant Physiol. 150 736–747. 10.1104 / pp.109.136739 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Jeon J.С., Чунг Ю. Ю., Ли С., Йи Г. Х., О Б. Г., Ан Г. (1999). Выделение и характеристика гена, специфичного для пыльников, RA8, из риса ( Oryza sativa L.). Завод Мол. Биол. 39 35–44. 10.1023 / А: 1006157603096 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Jeon J. S., Jang S., Lee S., Nam J., Kim C., Lee S.H. и др. (2000a). листовая оболочка стерильная1 — гомеотическая мутация в гене MADS-бокса риса, влияющая на развитие цветков риса. Растительная клетка 12 871–884.10.1105 / tpc.12.6.871 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Jeon J. S., Lee S., Jung K. H., Jun S. H., Jeong D. H., Lee J., et al. (2000b). Инсерционный мутагенез Т-ДНК для функциональной геномики риса. Завод J. 22 561–570. 10.1046 / j.1365-313x.2000.00767.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Чон Д. Х., Ан С., Кан Х. Г., Мун С., Хан Дж. Дж., Пак С. и др. (2002). Инсерционный мутагенез Т-ДНК для активации мечения в рисе. Plant Physiol. 130 1636–1644. 10.1104 / стр.014357 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Jin Y., Luo Q., Tong H., Wang A., Cheng Z., Tang J., et al. (2011). Ген AT-hook необходим для формирования палеа и контроля количества цветочных органов у риса. Dev. Биол. 359 277–288. 10.1016 / j.dbio.2011.08.023 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Кац А., Олива М., Москна А., Хаким О., Охад Н. (2004). Белки поликомб FIE и CURLY LEAF взаимодействуют в регуляции экспрессии генов гомеобокса во время развития спорофитов. Завод J. 37 707–719. 10.1111 / j.1365-313X.2003.01996.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Komatsu M., Chujo A., Nagato Y., Shimamoto K., Kyozuka J. (2003). FRIZZY PANICLE необходим для предотвращения образования пазушных меристем и установления идентичности цветочной меристемы в рисовых колосках. Развитие 130 3841–3850. 10.1242 / dev.00564 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ли Д. Ю., Ан Г. (2012). Два гена семейства AP2, SUPERNUMERARY BRACT ( SNB ) и OsINDETERMINATE SPIKELET 1 ( OsIDS1 ), синергетически контролируют архитектуру соцветия и установление цветочной меристемы у риса. Завод J. 69 445–461. 10.1111 / j.1365-313X.2011.04804.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ли Д. Ю., Ли Дж., Мун С., Пак С. Ю., Ан Г. (2007). Гетерохронный ген риса SUPERNUMERARY BRACT регулирует переход от меристемы колосков к меристеме цветков. Завод J. 49 64–78. 10.1111 / j.1365-313X.2006.02941.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Lenhard M., Bohnert A., Jürgens G., Laux T. (2001). Прекращение поддержания стволовых клеток в цветочных меристемах Arabidopsis путем взаимодействия между WUSCHEL и AGAMOUS . Ячейка 105 805–814. 10.1016 / S0092-8674 (01) 00390-7 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ли Х., Лян В., Цзя Р., Инь К., Цзун Дж., Конг Х. и др. (2010). AGL6 -подобный ген OsMADS6 регулирует идентичность цветочных органов и меристем у риса. Cell Res. 20 299–313. 10.1038 / кр.2009.143 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ли Х., Сюэ Д., Гао З., Ян М., Сюй В., Син З. и др. (2009). Предполагаемый ген липазы EXTRA GLUME1 регулирует судьбу пустой чешуи и развитие колосков у риса. Завод J. 57 год 593–605. 10.1111 / j.1365-313X.2008.03710.x [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Луо М., Платтен Д., Чаудхури А., Пикок В. Дж., Деннис Э. С. (2009). Экспрессия, импринтинг и эволюция гомологов риса генов поликомбовой группы. Мол. Завод 2 711–723. 10,1093 / мп / ssp036 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Майер К. Ф., Шуф Х., Хеккер А., Ленхард М., Юргенс Г., Ло Т. (1998). Роль WUSCHEL в регуляции судьбы стволовых клеток в меристеме побегов Arabidopsis . Ячейка 95 805–815. 10.1016 / S0092-8674 (00) 81703-1 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Мун С., Юнг К. Х., Ли Д. Э., Ли Д. Й., Ли Дж., Ан К. и др. (2006). Ген риса FON1 контролирует вегетативное и репродуктивное развитие, регулируя размер апикальной меристемы побегов. Мол. Ячейки 21 год 147–152. [PubMed] [Google Scholar]
- Мун Ю. Х., Чен Л., Пан Р. Л., Чанг Х. С., Чжу Т., Маффео Д. М. и др. (2003). Гены EMF поддерживают вегетативное развитие, подавляя программу цветков у Arabidopsis . Растительная клетка 15 681–693. 10.1105 / tpc.007831 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Мозгова И., Хенниг Л. (2015). Регуляторная сеть белков группы поликомб. Annu. Rev. Plant Biol. 66 269–296. 10.1146 / annurev-arplant-043014-115627 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Мозгова И., Келер К., Хенниг Л. (2015). Держим ворота закрытыми: функции репрессивного комплекса polycomb PRC2 в разработке. Завод J. 83 121–132.10.1111 / tpj.12828 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Мюллер Дж., Харт К. М., Фрэнсис Н. Дж., Варгас М. Л., Сенгупта А., Уайлд Б. и др. (2002). Гистон-метилтрансферазная активность репрессорного комплекса группы Drosophila Polycomb. Ячейка 111 197–208. 10.1016 / S0092-8674 (02) 00976-5 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Накагава М., Симамото К., Киодзука Дж. (2002). Избыточная экспрессия гомологов RCN1 и RCN2 , рис TERMINAL FLOWER 1 / CENTRORADIALIS вызывает задержку фазового перехода и измененную морфологию метелки у риса. Завод J. 29 743–750. 10.1046 / j.1365-313X.2002.01255.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Nardmann J., Werr W. (2006). Ниша стволовых клеток побегов у покрытосеменных: паттерны экспрессии ортологов WUS у риса и кукурузы предполагают значительные модификации в ходе эволюции моно- и двудольных. Мол. Биол. Evol. 23 2492–2504. 10.1093 / molbev / msl125 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Некрасов М., Вильд Б., Мюллер Дж. (2005). Связывание нуклеосом и гистон-метилтрансферазная активность Drosophila PRC2. EMBO Rep. 6 348–353. 10.1038 / sj.embor.7400376 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ohmori S., Kimizu M., Sugita M., Miyao A., Hirochika H., Uchida E., et al. (2009). MOSAIC FLORAL ORGANS1 , AGL6 -подобный ген MADS box, регулирует идентичность цветочных органов и судьбу меристемы у риса. Растительная клетка 21 год 3008–3025. 10.1105 / tpc.109.068742 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Прасада К., Парамесваран С., Виджайрагаван У. (2005). OsMADS1 , фактор MADS-бокса риса, контролирует дифференцировку определенных типов клеток в lemma и palea и является регулятором раннего действия внутренних органов цветков. Завод J. 43 год 915–928. 10.1111 / j.1365-313X.2005.02504.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Рао Н. Н., Прасад К., Кумар П. Р., Виджайрагхаван У. (2008). Особая регулирующая роль RFL , гомолога риса LFY , в определении времени цветения и строения растений. Proc. Natl. Акад. Sci. США 105 3646–3651. 10.1073 / pnas.0700 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ren D., Li Y., Zhao F., Sang X., Shi J., Wang N., et al. (2013). MULTI-FLORET SPIKELET1 , который кодирует белок AP2 / ERF, определяет судьбу меристемы колосков и идентичность стерильной леммы у риса. Plant Physiol. 162 872–884. 10.1104 / PP.113.216044 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Sang X., Ли Ю., Ло З., Рен Д., Фанг Л., Ван Н. и др. (2012). CHIMERIC FLORAL ORGANS1 , кодирующий белок MADS box, специфичный для однодольных растений, регулирует идентичность органов цветков риса. Plant Physiol. 160 788–807. 10.1104 / стр.112.200980 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Sun B., Looi L. S., Guo S., He Z., Gan E. S., Huang J., et al. (2014). Механизм времени, зависящий от клеточного деления, запускается выселением Polycomb в стволовых клетках растений. Наука 343: 1248559.10.1126 / science.1248559 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Сунь Б., Сюй Ю., Нг К. Х., Ито Т. (2009). Временной механизм для поддержания и дифференцировки стволовых клеток в цветочной меристеме Arabidopsis . Genes Dev. 23 1791–1804 гг. 10.1101 / gad.1800409 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Сунг С., Амасино Р. М. (2004). Яровизация в Arabidopsis thaliana опосредуется пальцевым белком PHD VIN3. Природа 427 159–164.10.1038 / природа02195 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Сунг С., Шмитц Р. Дж., Амасино Р. М. (2006). Пальцевый белок PHD, участвующий как в яровизации, так и в пути фотопериода у Arabidopsis . Genes Dev. 20 3244–3248. 10.1101 / gad.14 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Suzaki T., Sato M., Ashikari M., Miyoshi M., Nagato Y., Hirano H. Y. (2004). Ген FLORAL ORGAN NUMBER1 регулирует размер меристемы цветков у риса и кодирует киназу рецептора с богатыми лейцином повторами, ортологичную Arabidopsis CLAVATA1. Развитие 131 5649–5657. 10.1242 / dev.01441 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ван К., Тан Д., Хун Л., Сюй В., Хуанг Дж., Ли М. и др. (2010). DEP и AFO регулируют репродуктивную функцию риса. PLOS Genet. 6: e1000818. 10.1371 / journal.pgen.1000818 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Wei J., Choi H., Jin P., Wu Y., Yoon J., Lee Y. S. и др. (2016). GL2 -типа гомеобокса, ген Roc4 в рисе способствует продолжительности цветения, предпочтительно в длинные дни, подавляя Ghd7 . Plant Sci. 252 133–143. 10.1016 / j.plantsci.2016.7.012 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Се С., Чен М., Пей Р., Оуян Ю., Яо Дж. (2015). OsEMF2b действует как регулятор перехода цветения и идентичности цветковых органов, опосредуя отложение h4K27me3 на OsLFL1 и OsMADS4 в рисе. Завод Мол. Биол. Реп. 33 121–132. 10.1007 / s11105-014-0733-1 [CrossRef] [Google Scholar]
- Ян Дж., Ли С., Ханг Р., Ким С.Р., Ли Ю. С., Цао Х. и др. (2013). OsVIL2 действует вместе с PRC2, вызывая цветение, подавляя OsLFL1 в рисе. Завод J. 73 566–578. 10.1111 / tpj.12057 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Yi J., An G. (2013). Использование линий мечения Т-ДНК в рисе. J. Plant Biol. 56 85–90. 10.1111 / tpj.12057 [CrossRef] [Google Scholar]
- Юн Дж., Чо Л. Х., Ким С. Л., Чой Х., Кох Х. Дж., Ан Г. (2014). Ген гомеобокса типа BEL1 SH5 вызывает разрушение семян за счет усиления развития зоны отслоения и ингибирования биосинтеза лигнина. Завод J. 79 717–728. 10.1111 / tpj.12581 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Йошида А., Сузаки Т., Танака В., Хирано Х. Ю. (2009). Гомеотический ген длинная стерильная лемма ( G1 ) указывает идентичность стерильной леммы в рисовом колоске. Proc. Natl. Акад. Sci. США 106 20103–20108. 10.1073 / pnas.06106 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Yoshida H., Nagato Y. (2011). Развитие цветов у риса. Дж.Exp. Бот. 62 4719–4730. 10.1093 / jxb / err272 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Йошида Н., Янаи Ю., Чен Л., Като Ю., Хирацука Дж., Мива Т. и др. (2001). ЭМБРИОННЫЙ ЦВЕТОК2, новый гомолог белков группы поликомб, опосредует развитие и цветение побегов Arabidopsis . Растительная клетка 13 2471–2481. 10.1105 / tpc.010227 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Юань З., Гао С., Сюэ Д. В., Ло Д., Ли Л. Т., Дин С. Ю. и др.(2009). RETARDED PALEA1 контролирует развитие палеа и цветочную зигоморфию риса. Plant Physiol. 149 235–244. 10.1104 / pp.108.128231 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Zhang D., Yuan Z. (2014). Молекулярный контроль развития стеклянных соцветий. Annu. Rev. Plant Physiol. 65 553–578. 10.1146 / annurev-arplant-050213-040104 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Zhang J., Tang W., Huang Y., Niu X., Zhao Y., Han Y., и другие. (2015). Подавление гена, подобного LBD , OsIG1 , приводит к появлению необычных двойных семяпочек и аномалиям развития различных органов цветка и мегагаметофитов у риса. J. Exp. Бот. 66 99–112. 10.1093 / jxb / eru396 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Чжао С.К., Ху Дж., Го Л. Б., Цянь К., Сюэ Х. В. (2010). Наклон листьев риса2, белок, подобный VIN3, регулирует угол наклона листа посредством модуляции деления клеток воротничка. Cell Res. 20 935–947. 10.1038 / кр.2010.109 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
Особенности и структура травы.
Особенности и структура травы.
Маркировка травы
1 2 3 4
Структура травы
Продолжайте до Десять основных советов по идентификации трав |
Контроль судьбы меристемы колосков кукурузы с помощью APETALA2-подобного гена undeterminate spikelet1
- Джордж Чак,
- Роберт Б.Мили и
- Сара Хейк
- Департамент биологии растений и микробов, Калифорнийский университет, Беркли, Калифорния 94720, США; Pioneer Hi-Bred International, Джонстон, Айова 50131, США; Центр экспрессии генов растений, Министерство сельского хозяйства и Служба сельскохозяйственных исследований США (USDA-ARS), Олбани, Калифорния 94710, США
Аннотация
Упорядоченное производство меристем с определенной судьбой имеет решающее значение для правильной разработки архитектуры растений.Кукуруза меристема соцветия разветвляется несколько раз, образуя боковые меристемы с определенными судьбами. Образовалась первая меристема, меристема пары колосков дает две меристемы колосков, каждая из которых дает две цветочные меристемы. Мы определили ген, названный undeterminate spikelet1 ( ids1 ), который определяет детерминированную судьбу меристемы колосков и тем самым ограничивает количество продуцируемых цветочных меристем.В отсутствие Из-за функции гена ids1 меристема колосков становится неопределенной и дает дополнительные соцветия. Члены семейства злаковых различаются по количеству цветков в их колосках, предполагая, что ids1 могут играть роль в архитектуре соцветий у других видов трав. ids1 является членом семейства генов транскрипционных факторов APETALA2 ( AP2 ), которые участвуют в широком диапазоне ролей в развитии растений.Выражение ids1 был обнаружен во многих типах зачатков боковых органов, а также в меристемах колосков. Наш анализ мутантного фенотипа ids1 и паттерна экспрессии показывает, что ids1 определяет детерминированные судьбы путем подавления неопределенного роста в меристеме колосков.
Развитие тела растения зависит от активности апикальных меристем, групп неопределенных клеток, обнаруженных на советы по выращиванию.Способность апикальных меристем побегов оставаться неопределенными позволяет им постоянно инициировать органы, ткани и вторичные меристемы, необходимые для нормального развития. Это свойство требует, чтобы меристема выделяла популяцию. клеток, чтобы обновиться и восполнить потери клеток в каждом боковом органе или вторичной меристеме. Провал этого процесса произойти приводит к прекращению роста кончика. Некоторые меристемы, например цветочные меристемы, потребляются при производстве боковых органов и могут быть описаны как имеющие определенную судьбу.Соцветие кукурузы особенно полезно для изучение детерминированности меристемы, поскольку она претерпевает несколько четко определенных событий ветвления, чтобы произвести меристемы со все более ограниченные судьбы.
Соцветия травы организованы в группы, называемые колосками, каждый из которых состоит из пары стерильных прицветников, называемых чешуйками, покрывающими фиксированное количество цветков (Clifford 1987). Регулирование количества цветков на колоске является основным фактором, определяющим архитектуру колосков среди членов травы. семья.Колосок кукурузы является детерминантным, дает только два цветочка в определенных положениях на оси, называемой рахиллой. (Weatherwax 1923). Родственники кукурузы характеризуются колосками с неопределенным количеством цветков, например пшеница, или содержат только по одному цветочку на колоск, как у ячменя. Один из классических критериев, используемых для различения различных видов трав, заключается в том, являются ли они колоски содержат определенное или неопределенное количество цветков (Clifford and Watson 1977).Сам колоск — лишь один из компонентов сложного разветвленного соцветия кукурузы. В отличие от двудольных у таких растений, как Arabidopsis , у которых цветки образуются непосредственно апикальной и боковой меристемами (Hempel and Feldman 1994), у кукурузы есть по крайней мере две отдельные стадии ветвления соцветий, прежде чем меристема колосков завершится из двух цветочков. Эти дополнительные ступени ветвления обеспечивают большее морфологическое разнообразие трав.
У кукурузы был описан ряд мутантов, которые приводят к появлению дополнительного количества цветков внутри колоска (Veit et al. 1993). У мутантов с разветвленной ветвью без шелка дополнительные соцветия начинаются у мужских колосков кисточки (Kempton 1934), хотя более сильная трансформация наблюдается в женских колосках уха, у которых соцветия превращаются в длинные. индетерминантные ветви (Veit et al. 1993). Исследования мутации Tasselseed6 показали, что меристема колосков задерживается в достижении детерминированности, что позволяет ей запускать соцветия. в течение более длительного периода времени (Irish et al.1994). Анализ мутантов Tasselseed6 привел к модели (Irish 1997), в которой меристема соцветия и ее ответвления проходят через упорядоченную, определенную серию детерминированных стадий развития. состояний, заканчиваясь превращением терминальной меристемы колосков в верхний цветочек. Подобные ветвящиеся мутанты имеют также описаны для других видов трав и включают мутацию многоцветкового ячменя (Bossinger et al., 1992) и доминирующий мутант Naked овса (Ougham et al.1996).
Множество генетических и молекулярных исследований выявило несколько генов, важных для развития цветков. Один такой ген, гомеотический ген APETALA2 ( AP2 ) Arabidopsis, выполняет несколько функций в развитии цветов, семян и семяпочек (Kunst et al. 1989; Jofuku et al. 1994; Modrusan et al. 1994). Помимо своей роли в определении идентичности цветочных органов, AP2 влияет на регуляцию идентичности цветочной меристемы.Например, двойные мутанты слабого аллеля ap2-1 с мутантами идентичности цветочной меристемы, такими как листовой или apetala1 , производят больше боковых ответвлений соцветия вместо цветков (Bowman et al. 1993). Кроме того, слабые аллели ap2 в короткие дни вызывают образование третичных цветочных побегов в пазухах трансформированных чашелистиков (Schultz and Haughn 1993). Ген AP2 принадлежит к большому семейству генов, 12 из которых были идентифицированы у Arabidopsis (Okamuro et al.1997). Многочисленные гомологи были идентифицированы как у однодольных, так и у двудольных (Jofuku et al. 1994; Ohme-Takagi and Shinshi 1995; Moose and Sisco 1997). Мутации в AP2 -подобном гене, AINTEGUMENTA, нарушают развитие яйцеклетки (Elliot et al. 1996; Klucher et al. 1996). Ген glossy15 кукурузы недавно был показан как ген, подобный AP2 , который функционирует, подавляя признаки взрослых листьев в молодых листьях (Moose and Sisco 1997).
Здесь мы описываем новый мутант ветвления кукурузы, undeterminate spikelet1 ( ids1 ), который мы получили путем анализа фенотипа, обусловленного потерей функции гена, подобного AP2 кукурузы. ids1 мутанты имеют неопределенный колосок, в котором образуется несколько цветков вместо двух, характерных для кукурузы дикого типа. ids1 Экспрессия наблюдалась во множестве боковых органов, а также в паре колосков и меристемах колосков. Наш анализ указывает на то, что ген ids1 имеет решающее значение для регуляции детерминированности меристемы колосков кукурузы.
Результаты
Выделение гена
ids1Ген AP2 из Arabidopsis был использован для скрининга двух библиотек кДНК кукурузы с низкой строгостью, одна получена из незрелых початков, а другая — из вегетативных. меристемы.Один и тот же класс кДНК был выделен из каждой библиотеки. Самый длинный клон этого класса состоял из 1967 нуклеотидов и содержала ORF из 433 аминокислот (фиг.) с несколькими доменами, демонстрирующими поразительное аминокислотное сходство с геном AP2 из Arabidopsis (Jofuku et al. 1994). Было обнаружено два тандемно повторяющихся мотива из 68 аминокислот, которые имеют 86% аминокислотную идентичность с доменом AP2 белка Arabidopsis AP2. Семейство генов AP2 можно разделить на две группы, обозначенные как EREBP-подобные или AP2-подобные, в зависимости от того, обладают ли они один или два повтора AP2 соответственно (Okamuro et al.1997). Белок IDS1 относится к последнему классу, который включает белки AP2, AINTEGUMENTA, GLOSSY15 и RAP2.7 (рис.) (Jofuku et al. 1994; Klucher et al. 1996; Moose and Sisco 1997; Okamuro et al. 1997). Белки табака ERE-BP, которые имеют только один из этих повторов, связывают ДНК (Ohme-Takagi and Shinshi 1995). Таким образом, по аналогии вполне вероятно, что IDS1 действует как фактор транскрипции. В подтверждение этого краткий отрезок основных аминокислоты, которые могут функционировать как домен ядерной локализации, присутствуют в белке IDS между 100 и 110 аминокислотами. (Рисунок.). Белок AP2 из Arabidopsis содержит богатый серином кислотный домен на аминоконце, который может функционировать как домен активации (Jofuku et al. 1994). Хотя подобный участок находится на аминоконце белка IDS1 в положениях 9–45, этот участок намного меньше и имеет меньше кислотных и сериновых остатков по сравнению с AP2. За пределами домена AP2 существует очень небольшое сходство последовательностей между AP2 и IDS1. Учитывая это открытие, удивительно, что положения шести интронов в домене AP2 сохраняются. между ids1 и AP2 (рис.). Аналогичный результат был получен для гена gl15 кукурузы (Moose and Sisco 1997).
Нуклеотид и выведенная аминокислотная последовательность IDS1. Аминокислотные числа показаны слева ; нуклеотидов пронумерованы справа . Подчеркнутые аминокислотные последовательности представляют два домена AP2 (Jofuku et al.1994). Серины и кислые аминокислоты на амино-конце обозначены коротким подчеркиванием. Аминокислотные последовательности выделены жирным шрифтом представляют собой основной регион с предполагаемой активностью ядерной локализации. Жирные нуклеотидные последовательности соответствуют ZAP2-1. праймер, используемый для скрининга ПЦР. (▿) шесть положений интронов между IDS, AP2, и GL15 сохраняются; (▾) другой интрон.
Сравнение между доменами AP2 AP2 -подобных генов.Выведенные аминокислотные последовательности доменов AP2 IDS1 (номер доступа в GenBank AF048900), RAP2.7 (AF003100), GL15 (U41466) и ANT (U40256) сравниваются с AP2 (ATU12546). Область между двумя повторами AP2, то есть линкерная область, начинается с аминокислоты 78 и заканчивается на 102. Для облегчения совмещения были введены зазоры, представленные точками. Аминокислоты, общие для всех пяти белки выделены жирным шрифтом и на согласованной последовательности внизу .
ids1 был картирован на длинном плече первой хромосомы в положении 192 с использованием рекомбинантных инбредных линий (Burr et al. 1988), зондированных неповторяющимся фрагментом ДНК с 3′-конца ids1. Никакие известные морфологические мутанты не были картированы в этой позиции.
Выделение рецессивных
ids1 мутацийЧтобы выяснить функцию ids1, , мы использовали обратную генетическую стратегию для генерации аллелей с потерей функции. ПЦР использовали на большой популяции растений, несущих Мутатор ( Mu ) транспозонов для поиска вставок в ids1 (Bensen et al.1995; Мили и Бриггс 1995). Праймеры, фланкирующие домен AP2 ids1 в комбинации с праймерами Mu , дали два независимых события вставки на этом скрининге. Секвенирование продуктов ПЦР позволило локализовать вставки. точнее. Как показано на рисунке, вставка Mu в ids1 – mum1 была локализована в пятом консервативном интроне домена AP2 , тогда как вставка ids1 – mum2 была локализована на первом консервативном интроне на расстоянии 6 п.н. акцепторный сайт сплайсинга.Поскольку Mu элементы генерируют дупликацию 9 пар оснований при вставке (Bennetzen et al. 1993), акцепторный сайт сплайсинга также обнаруживается на 5′-конце Mu.
Локализация элементов Mu в ids1 – mum1, и ids1 – mum2. ids1 Последовательности интронов и экзонов показаны нормальным и жирным шрифтом соответственно.Номера интронов и экзонов показаны выше. последовательности ДНК. Подчеркнутые последовательности представляют характерную дупликацию 9 п.н., связанную со вставками Mu .
Линии, несущие аллели ids1 – mum1 и ids1 – mum2 , демонстрировали рецессивный цветочный фенотип, который был более серьезным в линиях ids1 – mum2 .Чтобы убедиться, что вставки в ids1 ответственны за цветочный фенотип, мы проанализировали ДНК из 104 растений F2 с использованием гена ids1 в качестве зонда на гель-блотах ДНК. Косегрегация новых RFLP с цветочным фенотипом наблюдалась для 29 хромосом. содержащий аллель ids1 – mum1 и 91 хромосому, содержащую ids1 – mum2 (данные не показаны). Не было обнаружено рекомбинантов между цветочным фенотипом и ids1 – mum -специфическими полиморфизмами ни для одного из аллелей.
Мы проанализировали фенотипы ids1 – mum растений после обратного скрещивания с A632 и самоопыления. Наиболее устойчивым фенотипом у мутантов ids1 – mum был дефект в колоске. Зрелые колоски кисточки дикого типа содержат два цветочка, каждый из которых состоит из трех тычинок. и две лодикулы, заключенные в прицветники палеи и леммы (рис. B). Палеа отличается от леммы в силу того, что его положение и тот факт, что он двухкилочный с двойной средней жилкой (Clifford and Watson 1977).Колоски кисточек ids1 – mum2 крупнее, чем у кистей дикого типа (Рис. A) из-за наличия дополнительных цветков (Рис. C). Номер Количество цветков колеблется от минимум 3 из ids1 – mum1 растений до 10 из ids1 – mum2 растений. Помимо этих соцветий, между ними обычно можно увидеть тонкую рахиллу, содержащую несколько более мелких соцветий. два самых верхних цветочка (рис. F). Эти более мелкие соцветия, как правило, постепенно уменьшаются, так что оставшиеся кончик рахиллы едва заметен.Более крупные дополнительные соцветия показывают нормальный образец половой дифференциации и имеют правильное количество тычинок и лодикул, окруженных палеей и леммой (рис. C).
Фенотипы у ids1 – mum мужских и женских колосков. ( A ) Колосок с кисточкой нормальный A632 ( слева, ) и ids1 – mum2 колос с кисточкой ( справа ).( B ) Рассеченный нормальный колоск кисточки A632, показывающий боковые органы верхних и нижних соцветий. ( C ) Расщепленный ids1 – mum2 колосок с кисточкой, показывающий четыре цветочка вместо двух. У каждого цветочка по три тычинки, окруженные палеой и леммой, как в A632. ( D ) Ушной колосок нормальный A632 ( левый ) и ids – mum1 ушной колоск ( правый ). Стрелки указывают на шелк. ( E ) Срединные продольные срезы через неоплодотворенный 25-дневный колосок ids1 – mum2 ( слева, ) и ушной колоск A632 ( справа, ).Черные стрелки указывают на цветочки. Колоски А632 имеют одиночный цветочек с увеличенным нуцеллусом; ids1 – mum2 ушных колосков имеют по крайней мере три цветочка со значительно сниженным развитием боковых органов. ( F ) ids1 – mum2 колосок с удлиненной рахиллой, содержащей два цветочка. Одиночная стрелка указывает на кончик рахиллы. (st) тычинки; (il) внутренняя лемма; (па) палеа; (ol) внешняя лемма; (ig) внутренняя чешуйка; (og) наружная чешуйка; (уф) верхний цветочек; (lf) ниже цветочек; (ra) рахилла; (фл) цветочек.
Колоски самок ids1 – mum также имеют больший размер из-за наличия лишних цветков (рис. D, E). Колоски нормальные женские содержат только один зрелый цветочек из-за аборта нижнего цветочка (Делонг и др., 1993). Развитие вторичных половых признаков у женских цветков включает в себя прерывание тычинок и развитие гинеция, на примере образования длинных шелков, состоящих из двух сросшихся плодолистиков (Randolph 1936). ids1 – mum1 колосков самок часто содержат более одного шелка, расположенных в эктопических положениях (Рис. D). Эти шелка, однако, обычно не развиваются нормально; они часто не сплавляются и не удлиняются до нужной длины. Если проявляющееся ухо вручную После вскрытия и опыления развиваются несколько зерен, что позволяет предположить, что все другие аспекты оплодотворения и развития плодов обычный. Достигнув зрелости, эти ядра демонстрируют ids1 – mum гомозиготных фенотипов, и поэтому не представляют собой изъятия из зародыша элементов Mu .Аллель ids1 – mum2 кажется более серьезным, поскольку большинство лишних цветков не могут развить полностью сформированные боковые органы (Рис. E, слева). Приблизительно 5% из ids1 – mum2 женских колосков имеют удлиненную рахиллу, выходящую из колоска (Рис. F). В таких случаях можно заметить, что рахилла не оканчивается верхним цветком, что еще раз подтверждает ее неопределенный характер. Нет очевидного и последовательного фенотипы наблюдались в листьях и корнях мутантов ids1 , несмотря на то, что ids1 экспрессируется в этих органах.
Анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии
Сканирующая электронная микроскопия была использована для определения точки, в которой развитие меристемы колосков ids1 – mum отличается от такового у дикого типа. Меристема соцветия обычно инициирует пару колосков. меристемы акропетально, которые, в свою очередь, разветвляются, образуя две меристемы колосков (рис.А) (Ченг и др., 1983). Меристемы колосков также разветвляются, образуя нижние и верхние соцветия. Эти цветочки образуют необычный узор, то есть, чередующиеся на 180 градусов друг от друга (рис. B). Хотя нижняя цветочная меристема инициирует сначала, боковой орган В верхнем цветке развитие происходит значительно раньше, чем в нижнем (рис. C, D). Палеа — первый боковой орган чтобы дифференцироваться, и вскоре после этого развиваются три тычинки (Cheng et al.1983 г.). Половая дифференциация происходит на более поздних стадиях, на которых гинецей прерывается у мужских цветков, а тычинки — у самок. цветочки (Dellaporta, Calderon-Urrea, 1993).
Сканирующая электронная микроскопия нормальных и ids1 – mum2 ушей. ( A ) A632 зачаток уха с инициирующими зачатками пары колосков и зачатками колосков.Пруток, 300 мкм. ( B ) A632 неразветвленная меристема колосков ( верхняя ) и несколько более старая ветвистая меристема колосков ( низ ). Более старая меристема колосков подвергается боковому ветвлению, инициируя нижний цветочек. Бар, 102 мкм. ( C ) Развитие боковых органов у ушных колосков A632. В первую очередь развиваются боковые органы верхнего цветочка. Пруток, 80 мкм. ( D ) Созревающие боковые органы верхнего цветочка ушных колосков А632 с инициирующим гинецким гребнем.Штанга, 104 мкм. ( E ) Ветвление ids1 – mum2 меристем колосков. Самая верхняя меристема колосков еще не разветвлена и выглядит удлиненной. Одновременное ветвление цветков зарождение леммы происходит на противоположных сторонах средней и нижней меристем колосков. Штанга, 156 мкм. ( F ) Дальнейшее развитие ids1 – mum2 меристем колосков с удаленными чешуйками, что свидетельствует о развитии цветочных меристем в пазухах чешуек. Колоск меристема сохраняется после каждого события ветвления.Пруток, 58 мкм. ( G ) Более старые ids1 – mum2 меристема колосков с удаленной чешуей. Остаточная меристема колосков удлиняется, образуя новый цветочек. Пруток, 60 мкм. ( H ) ids1 – mum2 колоск, показывающий созревающие боковые органы. Нет различия между верхним и нижним цветочками с точки зрения бокового органа. разработка. Самый молодой цветочек, отходящий от меристемы колосков, не виден леммой. Бар, 171 мкм. (spm) Колоск парная меристема; (см) колосковая меристема; (lfm) нижняя цветочная меристема; (gy) гинецей; (fm) цветочная меристема; (ле) лемма.
ids1-mum мутанты показывают нормальное развитие до стадии, на которой меристема колосков начинает ветвиться. На этом этапе меристемы колосков ids1 – mum кажутся слегка удлиненными (Рис. E, вверху). В несколько более старых меристемах колосков (рис. E, в середине) два отчетливых события ветвления можно увидеть по наличию двух лемм (стрелок).Затем в пазухах этих пазух образуются цветочные меристемы. леммы (рис. E, внизу и F). Эти события ветвления происходят на противоположных сторонах меристемы колосков в определенном порядке. Меристема колосков сохраняется после каждого события ветвления и остается между двумя последними сформированными цветочками (рис. G, H). Этот остаточная меристема колосков продолжает дистично инициировать дополнительные леммы и соцветия (рис. F, G). Скорость бокового органа Развитие между первыми двумя ids1 – mum соцветиями аналогично (рис.H), в отличие от дикого типа, у которого первыми развиваются органы верхнего цветочка.
Мы использовали ген гомеобокса кукурузы узлов, ( kn1 ), который экспрессируется в меристемах, а не в определенных боковых органах, чтобы проследить за событиями ветвления. в ids1 – мама колосков. kn1 экспрессируется в меристемах колосков и цветков кукурузы (рис. A, B) (Jackson et al. 1994).Гибридизация с антисмысловым зондом kn1 на ids1 – mum2 меристем колосков показала нормальную экспрессию в меристеме колосков (Рис.C). Однако, как только меристема колосков ids1 – mum2 разветвляется с образованием цветков, меристема колосков становится больше, и, следовательно, домен экспрессии kn1 расширяется (Рис. D). Сильная экспрессия kn1 наблюдается внутри дополнительных цветков, начинающихся от меристемы колосков на более поздних стадиях (рис.E, стрелки) подтверждая меристематическое происхождение дополнительных цветков. Все другие аспекты экспрессии kn1 внутри цветков, включая отсутствие в боковых органах и слое L1, кажутся нормальными.
Локализация in situ kn1 в меристемах колосков A632 и ids1 – mum2 .( A ) Экспрессия kn1 внутри неразветвленной меристемы колоска A632. Пруток, 50 мкм. ( B ) Экспрессия kn1 внутри ветвящейся меристемы колоска A632. Выражение можно увидеть в зарождающемся нижнем цветочке. Пруток, 50 мкм. ( C ) Экспрессия kn1 в неразветвленной меристеме колосков ids1 – mum2 . Пруток, 50 мкм. ( D ) Экспрессия kn1 в пределах раннего ветвления ids1 – mum2 меристемы колосков.По обе стороны от меристемы колосков видны зарождающиеся соцветия. Пруток, 60 мкм. ( E ) Экспрессия kn1 в более старом колоске ids1 – mum2 . Внутри развивающихся соцветий сохраняется сильное выражение. Пруток, 80 мкм. Стрелки указывают на зарождающиеся соцветия в B, D, и E.
Анализ выражения
ids1Первоначальная характеристика экспрессии ids1 с использованием гель-блоттинга РНК показала, что ген экспрессируется как в вегетативных, так и в цветочных тканях.РНК-гель блоттинг с 3′-частью кДНК ids1 показывает, что транскрипт ids1 присутствует во всех протестированных тканях (рис. A). Наименьшее количество экспрессии наблюдалось в ткани эмбриона, а наибольшее — в тканях эмбриона. в ткани соцветия.
Анализ экспрессии ids1 в различных органах кукурузы B73.( A ) РНК-гель-блот, содержащий 1 мкг поли (A) + РНК, выделенную из эмбрионов через 17 дней после опыления ( E ), меристемы побегов, включая нерасширенный стебель и самые молодые зачатки листьев ( M ), колос примордии соцветия длиной до 2 см ( I ), первичные корни семян, проросших во влажном воздухе ( R ), и лопаточная часть полностью распустившихся молодых листьев ( L ) были промоканы и гибридизированы с 3 ‘частью. из кДНК ids1 , которая не включает домен AP2.( B ) Контрольная гибридизация. Блот в A зондировали кДНК убиквитина кукурузы, чтобы показать относительную нагрузку.
Для определения уровней транскрипта ids1 в мутантах ids1 – mum , поли (A) + РНК выделяли из ушей мутантов и сравнивали с РНК из ушей дикого типа. Как показано на рисунке А, транскрипт размера дикого типа отсутствует. был обнаружен в аллеле ids1 – mum .Вместо этого наблюдались слабые транскрипты с более высокой молекулярной массой, которые могут быть результатом химерного или альтернативного склеенные транскрипты. Этот результат демонстрирует, что вставки элементов Mu в ids1 не сплайсируются, и что как ids1 – mum1 , так и ids1 – mum2 могут представлять аллели с потерей функции.
Анализ экспрессии ids1 в ids1 – мутантных ушах .( A ) РНК-гель, содержащий 1 мкг поли (A) + РНК, выделенную из 2-сантиметровых ушей из A632 ( 1 ), ids1 – mum2 ( 2 ) и ids1 – mum1 ( 3 ) подвергали блоттингу и гибридизовали с 3′-частью кДНК ids1 . ( B ) Контрольная гибридизация. Блот в A зондировали кДНК убиквитина кукурузы, чтобы показать относительную нагрузку.
Для более точной локализации временного и пространственного паттерна экспрессии ids1 мы использовали гибридизацию in situ.На рисунке А показаны продольные срезы вегетативного побега дикого типа. apex зондировали меченной дигоксигенином антисмысловой РНК, полученной с 3′-конца клона ids1 . Положение листьев в побеге кукурузы было описано с помощью индекса пластохрона (Lamoreaux et al. 1978), в котором самый молодой лист обозначен как пластохрон 1 или P 1 , а последующие листья — как P 2 , P 3 и т. Д. Положение зарождающегося листа в меристеме обозначается как P 0 . ids1 Экспрессия обнаруживается на флангах меристемы в дискретной зоне (рис. А). С позиции самого молодого листа (обозначено как P 1 ), мы предполагаем, что эта зона экспрессии меристемы находится в положении, в котором будет инициироваться следующий лист (обозначенный как P 0 ). Выражение также наблюдается на кончиках следующих двух более старых листьев, P 1 и P 2 .
Локализация in situ в вегетативных и цветочных верхушках B73 с использованием 3′-части кДНК ids1 .( A ) Верхушечная меристема побега с молодыми зачатками листьев (P 1 и P 2 ) и зарождающимися зачатками листьев (P 0 ). Пруток, 65 мкм. ( B ) Молодое колосовое соцветие. ids1 Экспрессия может быть замечена в акропетально инициирующих зачатках пары колосков. Пруток, 70 мкм. ( C ) Колосковые неразветвленные меристемы. Выражение можно увидеть в меристеме колосков, но не в чешуях. Пруток, 36 мкм. ( D ) Ветвящиеся колосковые меристемы. Сильное выражение можно увидеть во внутренней и внешней леммах, а также в зоне между инициирующие верхние и нижние соцветия (стрелка без надписи).Эта зона экспрессии постепенно исчезает в более старом колоске. ниже. В инициирующих цветочных меристемах экспрессии не обнаружено. Пруток, 70 мкм. ( E ) Цветочек верхний с зарождающимися тычинками. Дискретные области экспрессии ids1 могут наблюдаться в инициирующих зачатках тычинок и палеа. ids1 выражения сохраняется в расширяющих внутренних и внешних леммах. Пруток, 70 мкм. ( F ) Более старый цветочек с лодикулами. Выражение тычинок теперь локализуется в камерах локул пыльника.Никакого выражения не может быть замечено в лодикулах (10). Пруток, 70 мкм. ( G ) ids1 – mum2 колоск, исследованный с ids1. Мало или нет ids1 Расшифровка не может быть обнаружена. Стрелки указывают на соцветия. Пруток, 130 мкм.
В продольных срезах ткани цветков экспрессия ids1 обнаруживается в нескольких различных зачатках боковых органов, а также в паре колосков и меристемах колосков.На рисунке B продольные срезы меристем ранних соцветий, исследованные с помощью ids1 , показывают полосы экспрессии в повторяющемся паттерне, который, очевидно, соответствует зачаткам пары колосков. На более позднем этапе после образования ножек и сидячих колосков экспрессия ids1 обнаруживается по всей меристеме колосков, но не в первых двух зачатках боковых органов, образованных из колоска. меристема, внешняя и внутренняя чешуйки (рис.C). Вскоре после зарождения цветочных меристем (рис. D) экспрессия ids1 присутствует в инициирующих внутренних и внешних листьях прицветника леммы, прилегающих к цветкам, но отсутствует в Сама цветочная меристема. Кроме того, видна сильная полоса экспрессии в области между верхними и нижними цветочками. (Рис. D, стрелка без надписи). У немного более старых колосков, как показано в нижней части рисунка D, эта полоса экспрессии начинается исчезнуть.Микрофотография колосков на эквивалентных стадиях, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа, показана на рисунке В. В более зрелой кисточке. соцветия (рис. E), дискретные группы клеток меристемы цветков, которые образуют тычинки, а палеа экспрессирует ids1. Экспрессия сохраняется на более поздних стадиях в более старых расширенных палеа и лемма, а также в камерах локул пыльника (рис. F). В жёлтях или гинеце уха экспрессия была незначительной или отсутствовала (рис.F; данные не показаны). Как показано на рисунке G, когда зонд anti-sense ids1 используется на ids1 – mum колосках, экспрессия ids1 не обнаруживается.
Обсуждение
Регулирование количества цветков, инициированных меристемой колосков, является важным шагом в определении морфологии колосков.Мутации в гене ids1 влияют на детерминированность меристемы колосков. Вместо того, чтобы давать только верхний и нижний соцветия, меристема колосков ids1 – mum продолжает инициировать дополнительные соцветия в дистихической филлотаксии. Чтобы понять, как ids1 способствует определению меристемы колосков, необходимо изучить различные модели инициации цветков кукурузы.
Одна модель зарождения цветков предполагает, что нижний цветочек начинается латерально, тогда как верхний цветочек — терминальный, в результате превращения меристемы колосков в верхний цветочек (рис.A) (ирландский язык, 1997 г.). У некоторых видов трав, таких как anthoxanthum, , колоск заканчивается цветком, а семяпочка является конечной структурой (Clifford 1987). Если верхний цветочек является терминальной структурой в нормальном развитии кукурузы, белок IDS1 может действовать, способствуя трансформации. меристемы колосков в верхний цветочек. IDS1 может делать это самостоятельно или посредством активации идентичности цветочной меристемы. гены, такие как ортологи LEAFY и APETELA1 , которые могут преобразовывать меристемы соцветий в цветочные меристемы (Mandel and Yanofsky 1995; Weigel and Nilsson 1995).Если бы это было так, мы бы предположили, что трансформация меристемы колосков в меристему цветков задерживается у мутантов ids1 – mum , позволяя меристеме колосков сохраняться и инициировать больше цветков. Такое толкование использовалось объясняют фенотип доминантных мутантов кукурузы Ts6 , у которых образуются лишние соцветия (Irish 1997). Мутанты Ts6 отличаются от мутантов ids1 – mum , однако, тем, что они также влияют на определение пола и вызывают отсутствие подавления карпеля внутри кисточки, но не в ухо.
Модели для инициации цветков кукурузы. ( A ) Конечная модель верхнего цветочка. Колосковая меристема разветвляется один раз латерально, образуя нижний цветочек. Остаточный колоск меристема (показанная черным) затем трансформируется в верхний цветочек (черный). ( B ) Модель бокового разветвления.Меристема колосков имеет боковое ветвление, образуя нижние, а затем верхние соцветия. В остаточная меристема колосков (показана черным) находится в небольшой области между цветками. Зачаток колоска меристема находится в рахилле в зрелом колоске (черный).
Альтернативная модель предполагает, что и верхние, и нижние соцветия являются латеральными продуктами меристемы колосков.Два соцветия кукурузы интерпретируются как боковые ветви рахиллы с небольшим остатком оси или без остатка оси между ними цветочки (Bonnett 1953). Если ветвление верхнего цветочка латеральное, то в рахилле может быть обнаружен сильно редуцированный зачаток меристемы колосков. после зарождения верхнего цветочка (рис. Б). Согласно этой модели IDS1 будет участвовать в подавлении неопределенного роста. внутри меристемы колосков, что препятствует регенерации меристемы колосков после ветвления верхнего цветочка.У мутантов ids – mum остаточная меристема колосков размножается и продолжает инициировать образование цветков.
На основе паттерна экспрессии ids1 и времени появления дефектов ids1 – mum , мы отдаем предпочтение второй модели и предполагаем, что функция IDS1 подавляет неопределенный рост в колоске. меристема. Согласно первой модели, переключение судьбы меристемы колосков происходит только после инициирования нижнего цветочка.Однако дефекты в меристемах колосков ids1 – mum впервые наблюдались в меристеме колосков до зарождения нижних цветков (Рис. E). Сроки дефект указывает на то, что изменение в детерминации судьбы происходит раньше, в соответствии с экспрессией ids1 , наблюдаемой в меристеме колосков до того, как происходит ветвление цветков (Fig. C). Первая модель также предполагает, что вся меристема колосков превращается в верхний цветочек, не оставляя остаточной меристемы колосков.Тем не менее, экспрессия ids1 была обнаружена в зоне между верхними и нижними соцветиями у дикого типа (рис. D), в которой остаточный колоск ожидается, что меристема будет локализована. Дополнительное свидетельство того, что эта область представляет собой остаточную меристему колосков, появляется. из наблюдения, что он регенерирует после ветвления цветков у мутантов ids1 – mum (рис. F, G). Более того, ожидание от первой модели состоит в том, что ids1 будет выражено во всем будущем верхнем цветке, чтобы способствовать его преобразованию в цветочную идентичность.Вместо этого, как показано на рисунке D мы не видим экспрессии ids1 ни в верхней, ни в нижней цветочной меристеме. Наконец, если детерминированность меристемы колосков просто отложено у мутантов ids1 – mum в соответствии с первой моделью, можно было бы ожидать, что рахилла в конечном итоге оканчивается цветком. Это было не наблюдается ни у самцов, ни у самок ids1 – mum колосков (рис. F; данные не показаны).
Считается, что развитие критического размера меристемы у кукурузы дает сигнал к возникновению ветвления (Sundberg and Orr 1996). Одним из механизмов, с помощью которого IDS1 может подавлять неопределенный рост, является ограничение размера остаточной меристемы колосков. так, что он больше не может начинать соцветия. У мутантов ids1 – mum размер остаточной меристемы колосков может быть нарушен и увеличиваться до большего, чем обычно.Колоск большего размера меристема потенциально может позволить большему количеству событий ветвления произвести дополнительные соцветия. В поддержку этой идеи ids1 – mum меристема колосков кажется более удлиненной, чем обычно, до образования цветков (Рис. E). Также более крупная меристема колосков диаметр наблюдается вскоре после зарождения первого цветочка у мутантов ids1 – mum (рис. D).
Однако важно понимать, что судьба меристемы не всегда зависит от размера меристемы.Например, верхний Цветочная меристема намного больше, чем нижняя цветочная меристема во время инициации (Рис. B), и тем не менее обе они одинаково решил сделать цветочки. Таким образом, наличие более крупной меристемы колосков не обязательно наделяет ее большей неопределенностью. Не менее важным компонентом различия между определенными и неопределенными судьбами меристемы колосков является способность регенерировать после зарождения цветков.Меристемы с неопределенной судьбой могут проявлять большую способность к самовосстановлению. независимо от их первоначального размера. Измененная морфология, наблюдаемая в меристемах колосков у мутантов ids1 – mum , может быть просто отражением этой способности.
Возможно, что одним из способов, которым IDS1 функционирует для поддержания детерминированности меристемы колосков, является подавление этих необходимых факторов. для сохранения неопределенности.Ген гомеобокса kn1 экспрессируется в нескольких типах неопределенных меристематических тканей, но не в определенных органах, таких как листья. (Смит и др., 1992; Джексон и др., 1994). Мутанты с потерей функции kn1 кукурузы демонстрируют пониженное ветвление метелки и меньшее количество колосков. Постулировалось, что этот фенотип является результатом потери неопределенного клетки соцветия, которые, в отсутствие kn1, приняли определенную судьбу (Kerstetter et al.1997). Если kn1 на самом деле поддерживает неопределенность меристемы, то экспрессия kn1 должна сохраняться в пределах меристемы колосков ids1 – mum и демонстрировать расширенный домен. Хотя это наблюдалось (Fig. D), важно отметить, что kn1 обычно экспрессируется как в колосковых, так и в цветочных меристемах (Fig. A, B). Таким образом, тот факт, что домен экспрессии kn1 расширяется у мутантов ids1 – mum , может просто отражать дополнительные области инициации цветков.
Ген ids1 был клонирован по гомологии с геном AP2 Arabidopsis , и было показано, что он содержит два повтора высококонсервативного домена AP2. Хотя белок IDS1 показывает большее сходство с AP2 по сравнению со всеми другими AP2 -подобными генами, клонированными до сих пор, ген ids1 может не представлять фактический ортолог AP2 кукурузы.Гомология аминокислот между IDS1 и AP2 не распространяется за пределы домена AP2. Кроме того, Экспрессия ids1 не была обнаружена в плодолистых, как обнаружено для AP2 (Jofuku et al. 1994). Наконец, предварительные эксперименты показывают, что сверхэкспрессия кДНК ids1 в Arabidopsis не дополняет мутантный фенотип ap2-1 (G. Chuck unpubl.). Дополнительные члены семейства AP2 , вероятно, будут присутствовать в геноме кукурузы, поскольку гибридизации с низкой строгостью с доменом ids1 AP2 в качестве зонда на саузерн-блотах кукурузы показывают несколько полос гибридизации (данные не показаны).Кроме того, несколько выраженных Было показано, что теги последовательностей из библиотек кДНК кукурузы содержат домены AP2 (Klucher et al. 1996).
Несмотря на то, что ids1 экспрессируется в зачатках вегетативных и цветочных боковых органов, явных мутантных фенотипов в этих органах обнаружено не было. В этих органах может действовать определенный уровень генетической избыточности, который может быть обнаружен только путем анализа двойного мутанты.Например, двойные мутанты ap2 и aintegumenta обнаруживают фенотипы цветочных органов, не наблюдаемые ни у одного из одиночных мутантов Arabidopsis (Elliot et al. 1996). Учитывая большое количество AP2 -подобных генов, присутствующих в геноме Arabidopsis (Okamuro et al. 1997), было бы неудивительно обнаружить такую функциональную избыточность, имеющую место у кукурузы. Недавно было высказано предположение, что два тесно связанных гена MADS-бокса, zag1, и zmm2, , играют избыточную роль в определении идентичности плодолистиков и тычинок кукурузы (Mena et al.1996).
Хотя органы цветков ids1 – mum соцветий кисточки полностью функциональны и напоминают органы цветков дикого типа, дефекты органов цветков наблюдались у ids1 – mum женских колосков. Возможное объяснение этого дефекта может заключаться в том, что у нормальной самки происходит выкидыш нижнего цветочка. колоски. Если различие между верхними и нижними соцветиями утрачено у мутантов ids1 – mum , то все соцветия могут получить сигнал об прерывании беременности, который обычно присутствует только в нижних цветках дикого типа.Для проверки этой модели будет полезен анализ двойных мутантов с мутантом tasseled 2 , у которого не происходит выкидыша нижних цветков (DeLong et al. 1993).
В свете того факта, что многие представители семейства злаковых обладают неопределенными колосками, есть соблазн предположить, что AP2 -подобных генов играют роль в регулировании количества цветков у других трав. Колоски с множеством цветков считаются древним признак, учитывая, что производные виды почти повсеместно эволюционировали, уменьшив количество цветков (Стеббинс, 1987).Возможный механизм такого уменьшения может включать изменение функции или домена экспрессии гена ids1 , чтобы включить меристему колосков в дополнение к различным латеральным органам, где он обычно экспрессируется. Анализ В этом отношении будет интересно проанализировать экспрессию ids1 как в современных, так и в древних травах.
Материалы и методы
Клонирование гена
ids1Сорок тысяч бляшек библиотеки кДНК B73, построенных из ушей соцветий размером от 1 до 3 см (Jackson et al.1994) были исследованы при пониженной строгости при 55 ° C в 50% формамиде (Schmidt et al. 1993) с полноразмерной кДНК AP2 из Arabidopsis (Jofuku et al. 1994). Было выделено примерно 75 положительных клонов. Далее был проанализирован только самый сильный гибридизирующий класс. Представитель клон из этого класса был использован для исследования библиотеки кДНК вегетативной меристемы B73 (Lambda ZapII, Stratagene), из которой полноразмерный Была выделена кДНК размером 1,9 т.п.н. КДНК была субклонирована в pSK- и обе цепи секвенировали с помощью секвенатора ABI.Анализ последовательности было сделано с использованием GCG (Wisconsin Genetics Group) и сервера E-MAIL Национального центра биотехнологии.
Гель-блоты РНК и гибридизация in situ
РНКвыделяли из зародышей, ушей, вегетативных меристем и корней, как описано ранее (Kerstetter et al. 1994). Гибридизацию in situ проводили, как описано Jackson et al.(1994) с использованием 3′-концевого зонда между нуклеотидами 1330 и 1835 вне консервативного домена AP2 . Этот же фрагмент ДНК использовали для зондирования всех гель-блотов РНК. Наблюдается единственная полоса, гибридизирующаяся с этим зондом. на ДНК-гель-блотах (данные не показаны), поэтому перекрестная гибридизация с другими членами семейства AP2 маловероятна.
Выделение рецессивных аллелей
ids1 методом ПЦРПриблизительно 42000 растений F 1 растений от скрещиваний между запасами, содержащими активные мобильные элементы Mu , были выращены и подвергнуты скринингу с помощью ПЦР в Pioneer Hi-Bred International для вставки в ID1 (Bensen et al.1995) с праймером ZAP2-1 (5′-CCGGTGGCGCCAGCGAAGAA-3 ‘) и Mu-9242 (5′-CCCTGAGCTCTTCGTC (CT) ATAATGGCAATTATCTC-3’), вырожденный праймер, который связывается с концевым инвертированным повтором Mu. ПЦР-реакций проводили на гелях, блотировали и зондировали с помощью кДНК ids1 . Продукты ПЦР, которые гибридизуются с кДНК ids1 , идентифицировали людей, которые, вероятно, имеют вставки Mu в ген ids1 . Такой скрининг идентифицировал девять кандидатов с использованием праймера ZAP2-1.ДНК-гель-блот-анализ расщепленной ДНК, полученной из самоопыляемое потомство каждого кандидата выявило полиморфизмы только для двух из девяти семейств при зондировании с помощью кДНК ids1 . Эти же два семейства были единственными, которые генерировали продукты ПЦР ids1 с использованием праймеров ZAP2-1 и Mu 9242. Вероятно, что семь других семейств, которые не показали полиморфизмов представляют собой события соматической вставки Mu в ids1 , которые не передаются в зародышевую линию.Каждый аллель ids1 – mum был получен от скрещивания активной линии Mu и инбредной линии A632. Оба аллеля были однократно скрещены с A632 и подверглись самоопылению для наблюдения фенотипов. у гомозигот. Фенотипы также наблюдались после второго обратного скрещивания с A632 и обратного скрещивания с инбредным W23.
Сканирующая электронная микроскопия
Ткань фиксировали в FAA (50% этанол, 5% уксусная кислота, 3.7% формальдегида) при 4 ° C в течение ночи и обезвоживание в этаноле серию до 100%. Затем образцы были высушены до критической точки и напылены палладием. Образцы были просмотрены на ISI 30 РЭМ при ускоряющем напряжении 10 кВ.
Благодарности
Мы благодарим Дж. Окамуро и Д.Джофуку (Калифорнийский университет, Санта-Крус) за дар кДНК AP2 , Р. Керстеттеру за использование его РНК-блота и К. Канаде (Pioneer Hi-Bred International) за идентификацию ids1 вставок. Мы также признательны Э. Фольбрехту, П. Макстину, Л. Рейзеру, Ф. Хемпелю и сотрудникам лаборатории Хека. за рецензирование рукописи и полезные обсуждения. G.C. был поддержан стипендией Калифорнийского университета. Работа поддержана Институтом У.S. Департамента сельского хозяйства и частично выполняются в рамках Совместных исследований и разработок. Соглашение с Pioneer Hi-Bred International, Inc.
Расходы на публикацию этой статьи были частично покрыты за счет оплаты страницы. Поэтому эта статья должна быть настоящим помечены как «реклама» в соответствии с разделом 1734 Кодекса США 18 исключительно для того, чтобы указать на этот факт.
Пшеница VRN1 и FUL2 играют критическую и избыточную роль в идентичности меристемы колосков и детерминированности колосков Келлог, 2001).Цветки этих видов организованы в уникальную диагностическую структуру, называемую колоском (буквально «маленький колос»), который представляет собой компактное и неопределенное ветвящееся соцветие, развивающееся внутри более крупного соцветия (Malcomber et al., 2006). Колосок обычно имеет два стерильных прицветника (называемых чешуйками), охватывающие один или несколько цветков. Каждый цветочек включает плодолистик, 3 или 6 тычинок и два модифицированных лепестка (называемых lodicules), окруженных двумя прицветниками, палеей и леммой (Preston et al., 2009).
Колосок добавляет рекурсивный уровень сложности соцветиям травы, в которых различные типы меристем ответственны за большое разнообразие архитектур соцветий (Ciaffi et al., 2011). Развитие соцветия предковой травы, метелки, начинается, когда апикальная меристема побега (SAM) изменяется с вегетативной меристемы (VM), которая дает листья, на меристему соцветия (IM), которая удлиняется и генерирует меристемы боковых первичных ветвей (PBM). PBMs генерируют вторичные ответвления в виде аксиллярных меристем (SBM), и как PBM, так и SBMs оканчиваются в меристемах колосков (SM), что приводит к сильно разветвленной структуре.SM затем генерируют чешуйки и боковые цветочные меристемы (FMs), количество которых варьируется у разных видов трав (Malcomber et al., 2006).
У пшеницы резкое укорочение боковых ветвей приводит к тому, что сидячие колоски прикрепляются непосредственно к центральной оси или рахису, и формируется производное соцветие, колос, в котором колоски расположены попеременно противоположными вертикальными рядами (двоякий рисунок). ) (Kellogg et al., 2013). На начальной стадии развития колоса пшеницы IM формирует структуру с двумя гребнями, в которой нижние гребни фиксируются, в то время как верхние гребни приобретают идентичность SM и образуют колоски.Количество колосков на колос определяется количеством латеральных меристем, сформированных до перехода IM в SM, чтобы сформировать терминальный колоск. Хотя рост колоса пшеницы определен, рост каждого колоска неопределенен, причем каждый SM инициирует различное количество FM (Ciaffi et al., 2011). Количество колосков на колосе и цветков на колосок определяет максимальное количество зерен на колос и, следовательно, являются важными компонентами потенциала урожайности зерна пшеницы.
Исследования арабидопсиса, который имеет более простое соцветие, чем травы (Malcomber et al., 2006), показали, что факторы транскрипции MADS-бокса MIKC-типа APETALA1 (API), ЦВЕТНАЯ ЦВЕТНАЯ (CAL) и FRUITFULL (FUL) играют важную роль в определении идентичности цветочной меристемы. У тройного мутанта aplcalful IM не способен давать цветы и повторяет развитие листовых побегов (Ferrándiz et al., 2000). Белки MADS-бокса MIKC-типа имеют высококонсервативный ДНК-связывающий домен MADS (также важный для димеризации и ядерной локализации), промежуточный (I) домен, кератин-подобный (K) домен, критический для димеризации и образования мультимерных комплексов, и С-концевой домен, участвующий в активации транскрипции.Эти белки связываются в виде димеров с последовательностями ДНК, называемыми «блоками CArG», и могут организовываться в тетрамерные комплексы, которые могут распознавать различные блоки CArG. Мультимерная природа этих комплексов порождает большое количество комбинаторных возможностей с разными целями и функциями (Honma and Goto, 2001; Theissen et al., 2016).
Ближайшими гомологами генов MADS-box арабидопсиса AP1, CAL и FUL в линии травяного происхождения являются ВЕРНАЛИЗАЦИЯ 1 (VRN1), FUL2 и FUL3 .Филогенетический анализ белков, кодируемых этими генами, показывает, что эти группы Arabidopsis и травы имеют независимые истории субфункционализации (Preston and Kellogg, 2006) и рис. S1). В линии травы дупликация, которая произошла близко к расхождению между однодольными и эвдикотовыми, привела к разделению клады FUL3 . Более поздняя дупликация, которая произошла около основания излучения трав, привела к кладам VRN1 и FUL2 (Preston and Kellogg, 2006).Большие мутации усечения в двух гомеологах VRN1 в тетраплоидной пшенице задерживают время колошения, но не изменяют морфологию колосков или способность цветков образовывать жизнеспособные зерна (Chen and Dubcovsky, 2012). Поскольку FUL2 и FUL3 являются ближайшими паралогами VRN1 , мы предположили, что они могут иметь повторяющиеся функции идентичности колосков и цветочных меристем.
В этом исследовании мы создали мутанты усечения для двух гомеологов как FUL2 , так и FUL3 на одном тетраплоидном фоне, несущие мутации усечения vrn1 , и скрестили их, чтобы получить мутанты с двойным и тройным нулем.Характеристика этих мутантов показала, что VRN1, FUL2 и FUL3 имеют перекрывающиеся роли в регуляции времени цветения и удлинения стебля и, что более важно, что VRN1 и FUL2 (но не FUL3 ) являются критическими является избыточным в определении идентичности меристемы колосков и детерминированности колосков. Отдельные усеченные мутанты vrn1 и ful2 показали значительное увеличение количества колосков и зерен на колос, что позволяет предположить, что манипуляции с этими генами могут способствовать увеличению потенциала урожайности зерна пшеницы.
РЕЗУЛЬТАТЫ
-мутагенизированная популяция тетраплоидного сорта яровой пшеницы Kronos (Krasileva et al., 2017; Uauy et al., 2009) и подвергалась обратному скрещиванию каждого отдельного мутанта два-три раза с Kronos для уменьшения фоновых мутаций. Затем мы скрестили гомеологи генома A и B для каждого гена и отобрали растения, гомозиготные по обеим мутациям.Для простоты мутанты с большими мутациями усечения в обоих гомеологах в дальнейшем будут называться нулевыми мутантами (например, vrn1 -null). Мутанты ful2 -null и ful3 -null были скрещены с vrn1 -null (Chen and Dubcovsky, 2012) для получения vrn1ful2 -null и vrn1ful3 -null мутантов, которые были скрещены для получения -нулевых мутантов. vrn1ful2ful3 -null мутант (рис. S2). Kronos дикого типа несет функциональный репрессор цветения VERNALIZATION2 (VRN2) , который приводит к чрезвычайно позднему цветению в присутствии нулевой мутации vrn1 (Chen and Dubcovsky, 2012).Чтобы избежать этой проблемы, все мутанты, описанные в этом исследовании, были разработаны на нулевом фоне Kronos vrn2 (Distelfeld et al., 2009), если не указано иное. На рисунках эта линия называется контрольной линией.Так как у некоторых комбинаций мутантов отсутствуют настоящие шипы, мы решили определить окончательную длину стебля от основания растения до основания шипа, а не общую высоту растения. Индивидуальные мутанты ful3 -null и vrn1 -null показали незначительное или незначительное уменьшение длины стебля (5% и 3% соответственно, рис.S3A). Однако факторный эксперимент, включающий все четыре комбинации VRN1 на FUL3 дикого типа и нулевого аллеля, выявил очень значимые эффекты для обоих генов ( P = 0,002) и значимое синергетическое взаимодействие ( P = 0,019), которое привело к в 17% сокращении длины стебля у мутанта vrn1ful3 -null (рис. S3B). Стебли растений, несущих только мутацию ful2-null , были на 27% короче контроля ( P 1 <0.0001, рис. S3C), а различия были увеличены для мутантов с двойным нулем ( vrn1ful2 -null, 40% редукция, P <0,0001, рис. S3D) и тройных нулевых мутантов ( vrn1ful2ful3 -null, 63% сокращение , P <0,0001, рис. S3E). Взятые вместе, эти результаты предполагают, что VRN1, FUL2 и FUL3 выполняют повторяющиеся роли в регуляции удлинения стебля, и что эффект отдельных генов больше в отсутствие других паралогов.
FUL2 и FUL3 влияют на время цветения и колошенияФункциональная избыточность среди VRN1, FUL2 и FUL3 также наблюдалась для времени колошения, но влияние последних двух генов было обнаружено только при отсутствии ВРН1 . Мутант vrn1 -null направился на 37,5 дней позже, чем контрольный (рис. 1A), но различия во времени заголовка для ful2 -null (рис. 1B), ful3 -null и ful2ful3 -null мутанты в присутствии сильного аллеля Vrn-A1 не были значимыми (рис.1С). Для мутантов vrn1ful2 -null и vrn1ful2ful3 -null невозможно точно определить время заголовка, поскольку у них короткие стебли и аномальные шипы, которые мешают нормальному появлению ушей. Чтобы изучить влияние этих мутаций на время цветения, мы определили время перехода между вегетативной стадией и стадией двойного гребня (рис. 1D). SAM в vrn1 -null и vrn1vrn3 -null перешли на стадию двойного гребня около 31 дня, но этот переход был отложен на 3-6 дней в vrn1ful2 -null и с 9 до 12 дней в vrn1ful2ful3 — null (рис.1D). Последний результат показывает, что FUL3 обладает остаточной способностью ускорять время цветения в отсутствие vrn1 и FUL2 .
Рис. 1. Влияние FUL2 и FUL3 на время курса при фотопериоде длинного дня.(A-F) Kronos vrn2-null фон. (A) vrn1-null (n = 6) по сравнению с контролем (n = 6). (B) ful2 -нуль (n = 8) против . контроль (n = 11) на фоне Vrn1 . (C) ful3 -null (n = 8) и ful2ful3 -null (n = 15) против .контроль (n = 10) на фоне Vrn1 . (D) Длина апикальной меристемы побега. Красная пунктирная линия указывает на переход SAM в репродуктивную стадию (n = 6 на момент времени). (EF) Время заголовка трансгенных растений Kronos T1 из двух независимых событий, разделяющих (E) FUL2 (Ubi :: FUL2 , n = 4-23) и (F) FUL3 (Ubi :: FUL3 , n = 9 -31). (G-H) Двусторонние взаимодействия для растений F2, разделяющих VRN1, VRN2 и FUL2 . (G) VRN2 x FUL2 на гетерозиготном фоне Vrn1 .(H) VRN2 x FUL2 на фоне vrn1 -null. P Значения соответствуют факторному дисперсионному анализу 2 x 2 (3-сторонний дисперсионный анализ в таблице S3). Планки погрешностей — SEM. *** = P <0,0001, NS = P > 0,05.
Трансгенные растения Kronos, сверхэкспрессирующие кодирующие области FUL2 , слитые с C-концевой меткой 3xHA (далее Ubi :: FUL2 , рис. 1E, события № 1 и № 6) или FUL3 , слитого с C Терминальный тег 4xMYC (далее Ubi :: FUL3 , рис.1F, события № 4 и № 5) начинались на два-четыре дня раньше, чем нетрансгенные сестринские линии ( P <0,0001). Влияние Ubi :: FUL2 на время колошения было дополнительно охарактеризовано в присутствии различных аллелей VRN1 и VRN2 в потомстве F2 от скрещивания между Ubi :: FUL2 ( Vrn1Vrn2 ) и vrn1vrn1vrn1 — нулевая в тепличных условиях. Используя трехфакторный факторный дисперсионный анализ, мы обнаружили очень значимые эффекты во времени заголовка для каждого гена и для всех двух- и трехсторонних взаимодействий ( P <0.0001, таблица S3). Например, различия во времени заголовка между аллелями FUL2-wt и Ubi :: FUL2 в присутствии функционального аллеля VRN2 были небольшими в линиях, гомозиготных по функциональному аллелю VRN1 ( 2.6 d, фиг. 1E), промежуточное звено у гетерозиготных линий VRN1 и (11,1 d, фиг. 1G) и большое у гомозиготных vrn1 -нулевых мутантов (53 d, фиг. 1H). Эти результаты показывают, что влияние трансгена Ubi :: FUL2 на время заголовка зависит от конкретных аллелей VRN1 и VRN2 , присутствующих в генетическом фоне (рис.GH).
Таким образом, сильное влияние VRN1 на ускорение времени цветения пшеницы может маскировать меньшие эффекты FUL2 и FUL3 , но в отсутствие VRN1 оба FUL2 и FUL3 имеют избыточное влияние на ускорение времени цветения пшеницы.
FUL2 и VRN1 играют важную, но повторяющуюся роль в определении идентичности меристемы колосковИндивидуальные мутанты vrn1 -null и ful2 -null показали нормальные колоски и цветки (рис.2A-E), но растения, несущие обе мутации, показали поразительные изменения в развитии. Мутанты vrn1ful2 -null имели шиповидную структуру (рис. 2А), в которой все боковые колоски были заменены листовыми побегами. Эти побеги давали нормальные листья, и у большинства из них не было органов цветков (рис. 2F-G). Однако рассечение побегов, расположенных в базальной части этой шиповидной структуры, показало, что у некоторых из них были листовые прицветники, соединяющие аномальные органы цветка в ожидаемом положении первого цветочка (рис.S4A-E). Цветочные аномалии включали листовые листочки, уменьшенное количество пыльников или пыльников, сросшихся с яичниками и множественными яичниками (рис. S4C-E). Изображения диссекции и сканирующей электронной микроскопии (SEM) IM vrn1 -null и vrn1ful2 -null IM показали латеральные меристемы, организованные в виде дистихического филлотаксиса у обоих мутантов (фиг. 2D и H). Однако, в то время как эти боковые меристемы прогрессировали до SM, которые сформировали нормальные зачатки цветков чешуек у мутантов vrn1 -null и vrn1ful3 -null (рис.2D-E), они вернулись к VMs, генерирующим зачатки листьев у мутанта vrn1ful2 -null (Fig. 2H-I). После создания переменного количества листьев эти боковые виртуальные машины снова перешли к IM, которые генерировали свои собственные боковые виртуальные машины (рис. S4A-B).
Рис. 2. Фенотипическая характеристика мутантов vrn1ful2 и vrn1ful2ful3 .(A) Стебли и головки мутантов vrn1-null, vrn1ful2 -null и vrn1ful2ful3 -null (перед фотографированием листья были удалены).(B-E) Фенотипы vrn1 -null (B) колос, (C) колоск и (D) рассеченный колос на стадии терминального колоска. (E) Сканирующая электронная микроскопия (SEM) развивающегося спайка. (F-I) vrn1ful2 -нулевой мутант. (F) Колосовидная структура с листовыми побегами, заменяющими колоски. (G) Отдельный «колоск (побег)» (H) Рассечение шиповидной структуры, показывающей боковые вегетативные меристемы и неопределенный рост (I) SEM-деталь шиповидной меристемы. (J-K) vrn1ful2ful3 -нулевой мутант.(J) Шиповидная структура. (K) SEM деталь шиповидной меристемы. Все эти мутанты находятся на фоне Kronos vrn2-null.
Мутант vrn1ful2ful3 -null показал аналогичную шиповидную структуру, что и мутант vrn1ful2 -null, с вегетативными меристемами, заменяющими боковые меристемы колосков, и вегетативными побегами, заменяющими колоски (рис. 2J-K). По сравнению с мутантом vrn1ful2 -null, стебли у мутантов с тройным нулем были короче и часто с трудом выходили из влагалища листьев, что приводило к более мелким шиповидным структурам с вьющимися листьями (рис.2A и J). И vrn1ful3 -null, и ful2ful3 -null растения показали нормальные колоски и плодовитые цветы. Поскольку FUL3 играет ограниченную роль в определении идентичности SM, мы сосредоточили дальнейшие исследования на мутанте vrn1ful2 -null.
Чтобы сравнить относительные роли VRN1 и FUL2 в идентичности SM, мы исследовали их индивидуальную способность восстанавливать фертильные цветки, когда они присутствуют в виде единой функциональной копии в гетерозиготном состоянии (подчеркнуто).И ful2-null / Vrn-A1 vrn-B1 -null (функциональный аллель Vrn1 для весеннего роста) и ful2-null / vrn-A1-null vrn-B1 (функциональный vrn1 аллель для зимнего роста). привычка) образовывала шиповидные структуры с листовыми боковыми побегами (рис. 3A-B) и нормальными органами цветка (рис. 3C), но без жизнеспособных семян. Развивающиеся колосья этих растений показали боковые меристемы с цветочными зачатками (рис. 3D), некоторые из которых позже показали удлиненные рахиллы и листовые органы (рис.3E-G). Напротив, присутствие единственной гетерозиготной копии FUL2 на фоне vrn1 -null ( vrn1-null / ful2-A Ful2-B ) приводило к образованию менее листовых колосков, чем у предыдущих мутантов (рис. 3H). Некоторые из этих колосков были более похожи на контроль и могли дать некоторые жизнеспособные семена. У этого мутанта также наблюдались аномальные колоски (рис. 3I) и базальные ветви с боковыми колосками и фертильными соцветиями (рис. 3J). Взятые вместе, эти результаты показывают, что VRN1 и FUL2 имеют критические, но избыточные роли в определении и поддержании идентичности SM и что FUL3 имеет ограниченное влияние на этот признак.
Рис. 3. Фенотипическая характеристика гетерозиготных мутантов, содержащих одну копию VRN1 или FUL2 .(A-C) ful2-null / Vrn-A1 vrn-B1 -null. (A) «Голова» на ранней стадии. (B) Отдельный колоск. (C) Рассечение отдельного колоска, на котором видны цветочные органы, включая лодикулы, яичники и тычинки. (D-G) фул2-нуль / vrn-A1-нуль vrn-B1 . (D) Терминальный колоск (TS), подтверждающий детерминацию меристемы колоса. (E) Голова на более поздней стадии. (F) Отдельный «колоск» с неопределенным ростом.(G) Рассечение колосков, показывающее удлинение рахиллы. (H-K) vrn1-null / ful2-A Ful2-B (дает жизнеспособное зерно). (H) Типичные шипы, показывающие образование боковых ветвей в базальной области шипа и дополнительных цветков в терминальном колоске. (I) Отдельная боковая ветвь. (J) Рассечение боковой ветви. (K) Терминальный колоск (TS), подтверждающий определенность меристемы колоса. Sp = колоски, Glu = чешуйки, Pa = палеа, Le = лемма, Ra = рахилла. Все эти мутанты находятся на фоне Kronos vrn2-null.
Уровни транскрипта
SHORT VEGETATIVE PHASE ( SVP ) -подобные гены MADS-бокса VRT2, BM1 и BM10 активируются в развивающихся шипах vrn1ful2 -nullчастичной реверсии A базальные колоски для вегетативных побегов, аналогичные описанному выше для мутанта vrn1ful2 -null, были описаны в линиях ячменя, сверхэкспрессирующих гены SVP-MADS-box BM1 или BM10 (см. обсуждение).Чтобы проверить, были ли затронуты уровни транскриптов SVP-подобных генов пшеницы у мутантов vrn1ful2 -null, мы сначала изучили их экспрессию во время нормального развития колоса у Kronos. Уровни транскриптов трех родственных паралогов BM1, BM10 и VRT2 (обозначения гена RefSeq v1.0 на рис. S6) снизились в три-пять раз по сравнению с начальными стадиями развития колоса (W2, шкала Ваддингтона) до цветочка. стадия primordium (W3.5, рис. S6A-C).
Затем мы сравнили уровни транскрипции SVP-подобных генов пшеницы у мутантов vrn1ful2 -null и vrn1 -null.Растения выращивали в течение 53 дней в той же камере для выращивания, пока развивающиеся колючки vrn1 -null не достигли стадии терминального колоска, а у растений vrn1ful2 -null было такое же количество боковых меристем (рис. 2D и H). Уровни транскриптов пшеницы BM1, BM10 и VRT2 в развивающихся колосках были примерно в десять раз выше у нулевого мутанта vrn1ful2 , чем у нулевого мутанта vrn1 и контрольной линии ( P <0.0001, Рис. S6D-F). Эти результаты предполагают, что VRN1 и FUL2 являются прямыми или непрямыми репрессорами транскрипции трех SVP-подобных генов пшеницы.
FUL2 и VRN1 имеют избыточную роль в детерминации колоса и регулируют количество колосков на колосНормальные колосья пшеницы определяются, при этом дистальный IM переходит в конечный колоск после образования относительно стабильного количества боковых меристем ( Инжир.4А). У vrn1ful2 -null, напротив, шиповидные структуры неопределенные, с дистальным IM, который продолжает продуцировать латеральные меристемы при благоприятных условиях роста (Fig. 4B). На фоне ful2-null одной функциональной копии VRN1 в гетерозиготном состоянии было достаточно для генерации детерминированного спайка (рис. 3D, ful2-null / vrn-A1 -null vrn-B1 ), а То же самое было верно для единственной функциональной копии FUL2 на фоне vrn1 -null (рис.3K, vrn1-null / ful2-A Ful2-B ).
Рис. 4. VRN1 и FUL2 играют избыточные роли в контроле детерминированности спайков и влияют на количество колосков.(A) Сканирующая электронная микроскопия нормального колоса пшеницы с концевым колоском в контроле vrn1 -null. (B) vrn1ful2 — нулевой мутантный колос с неопределенной апикальной меристемой. (C-E) Количество колосков на колос в эксперименте с камерой для выращивания (n = 6). (C) vrn1 -null (увеличение на 58%), (D) ful2 -null (увеличение на 10%) и (E) ful3 -null (без значительного увеличения).Столбцы представляют собой среднее значение ± SEM, а звездочки указывают на статистически значимое отличие от контрольной линии (** = P <0,01, *** = P <0,001, NS = P > 0,05). (F) ANOVA для признаков шипа в ful2 -нульных и сестринских контрольных линиях в поле (рандомизированный план полного блока с 8 блоками).
Индивидуальные мутанты vrn1 -null и ful2 -null (в гомозиготном состоянии) показали большее количество колосков на колос, чем контроль.Это увеличение составило 58% для нулевого мутанта vrn1 ( P <0,0001, рис. 4C) и 10% для нулевого мутанта ful2 ( P = 0,0014, рис 4D). Хотя не было обнаружено значительного увеличения количества колосков на колос у отдельного мутанта ful3 -null ( P = 0,4096, рис. 4E), две независимые трансгенные линии сверхэкспрессируют FUL3 ( Ubi :: FUL3 ) показали среднее уменьшение на 1,12 колоска на колос по сравнению с нетрансгенными сестринскими линиями ( P = 0.0132 и P <0,0001, рис. S7A). Этот последний результат показывает, что FUL3 все еще может влиять на синхронизацию перехода IM в оконечный пиклет.
Подобное снижение количества колосков на колос наблюдалось у двух независимых трансгенных линий Ubi :: FUL2 (1,05 колосков на колос, P <0,03, рис. S7B). Затем мы исследовали эффект этого трансгена в присутствии различных аллелей VRN1 и VRN2 в той же популяции F2, описанной ранее ( Ubi :: FUL2 x vrn1vrn2-null).У vrn2 -нулевых растений F2 различия в количестве колосков между Ubi :: FUL2 и аллелями дикого типа были больше у vrn1 -нулевых растений, чем у Vrn1 -Het растений (взаимодействие P <0,0001 , Рис. S7C). В отдельной группе растений F2, зафиксированных для Vrn1 -Het и сегрегированных для VRN2 и FUL2 , мы не обнаружили значительных эффектов для Ubi :: FUL2 , и взаимодействие не было значимым (рис.S7D). Однако мы наблюдали на 3,3 больше колосков на колос у Vrn2-wt , чем у vrn2 -нулевых растений ( P <0,0001, рис. S7D). Эти результаты предполагают, что сильный аллель Vrn-A1 для весеннего роста может маскировать эффекты трансгена Ubi :: FUL2 , но не эффект VRN2 на количество колосков на колос.
Повышенные уровни транскриптов
CEN2¸ CEN4 и CEN5 в развивающихся спайках нулевого мутанта vrn1ful2Основано на сильном эффекте, наблюдаемом у Arabidopsis tfl1 мутанта и 0006 мутанта антиресценции 0006 детерминированности (см. Обсуждение), мы решили исследовать влияние мутаций vrn1ful2 -null на уровни экспрессии TFL1 / CEN-подобных гомологов пшеницы в развивающемся колосе.Поскольку предыдущая номенклатура не была доступна для паралогов пшеницы CEN , мы присвоили им номера, соответствующие расположению их хромосом, и обозначили их как CEN2, CEN4 и CEN5 (обозначения RefSeq v1.0 можно найти в легенде к Рис. S8). Уровни транскриптов этих трех генов снижались по мере того, как развивающийся колос переходил от стадии двойного гребня к стадии зачатка цветков (шкала Ваддингтона от 2 до 3,5, рис. S8A-C).
Сравнение vrn1ful2 -null и vrn1 -null растений, выращенных в течение 53 дней в одной камере для выращивания (рис.2D и H) показали, что уровни транскриптов CEN2, CEN4 и CEN5 были значительно выше ( P <0,0001) в развивающихся спайках мутанта vrn1ful2 -null, чем у vrn1 — нулевой мутант или контроль Kronos (все в vrn2 — нулевой фон). Эти различия были больше для CEN2 и CEN4 , чем для CEN5 (рис. S8D-F). Взятые вместе, эти результаты предполагают, что VRN1 и FUL2 работают как репрессоры транскрипции гомологов TFL1 / CEN -подобных пшеницы.
Мутант
ful2 -null дает большее количество цветков на колос и больше зерен на колос в полеВ дополнение к большему количеству колосков на колос, мутант ful2 -null показал большее количество цветков на колоск, чем контроль Kronos, эффект, который не наблюдался для vrn1-null (Рис. 2B-C) или ful3 -null (Рис. S5A). Среднее увеличение числа цветков было одинаковым у ful2 -нулевых (1,3 цветков) и ful2ful3 -нулевых (0.9 цветков), что позволяет предположить, что FUL3 оказывает ограниченное влияние на этот признак. Несмотря на некоторую неоднородность в распределении колосков с лишними цветочками среди колосков, различия между контролем и мутантами ful2 -null были значительными во всех положениях колосков (рис. S5B).
Подобное увеличение количества цветков на колоске ранее сообщалось у растений Kronos, сверхэкспрессирующих miRNA172 ( Ubi :: miR172 , (Debernardi et al., 2017).Чтобы изучить генетические взаимодействия между Ubi :: miR172 и ful2 -null, мы скрестили трансгенные и мутантные линии и изучили их влияние на количество цветков в потомстве, используя двухфакторный факторный дисперсионный анализ. Мы обнаружили существенные различия в среднем числе цветков для ful2 -null и Ubi :: miR172 ( P <0,01), а также незначительно значимое взаимодействие ( P <0,0435), которое можно визуализировать на графике взаимодействия в Инжир.S5C. Различия в среднем числе цветков между ful2-null и контролем дикого типа были больше (и более вариабельны) в Ubi :: miRl72 , чем в нетрансгенном фоне (рис. S5C-F). Как мутантные, так и трансгенные линии показали гетерогенность колосков в расположении колосков с увеличенным количеством цветков (рис. S5D-F).
Основываясь на его положительном влиянии на количество цветков на колосок и колосков на колос (и его небольшое влияние на время колошения), мы выбрали мутант ful2 -null для оценки в повторном полевом эксперименте.По сравнению с контролем, мутант ful2 -null давал на 20% больше колосков на колос ( P = 0,0002) и на 9% больше зерен на колосок ( P = 0,05), что привело к увеличению на 31% количество зерен в колосе ( P = 0,0002, рис. 4F). В этом эксперименте положительный эффект на урожай зерна частично компенсировался снижением средней массы ядра на 19% ( P = 0,0012). Несмотря на эти противоположные тенденции, мы наблюдали небольшое чистое увеличение общей массы зерна на один колос на 6% ( P = 0.09, рис. 4F). Эта отрицательная корреляция между количеством зерен и массой зерна предполагает, что в данном конкретном генотипе по сочетанию среды урожайность зерна была более ограничена «источником» (произведенным и транспортируемым крахмалом), чем «поглотителем» (количеством и размером зерен).
ОБСУЖДЕНИЕ
RNA in situ Исследования гибридизации на ранней стадии двойного гребня развития колоса у пшеницы (Preston and Kellogg, 2008) и Lolium temulentum (Gocal et al., 2001) показали, что и VRN1 и FUL2 экспрессируются в апикальной меристеме колоса и в зачатках колосков.На основании их общей локализации было выдвинуто предположение, что эти два гена могут иметь перекрывающиеся роли в развитии спайков. Это исследование предоставляет экспериментальные доказательства этой гипотезы и демонстрирует, что FUL2 и VRN1 играют центральные, но повторяющиеся роли в определении идентичности меристемы колосков и детерминированности колосков. Это также показывает, что мутации в этих двух генах и в более отдаленном паралоге FUL3 влияют на время колошения пшеницы и удлинение стебля.
Мутации в
VRN1, FUL2 и FUL3 уменьшают удлинение стебляРанее не сообщалось о влиянии на удлинение стебля для VRN1, FUL2 или FUL3 у пшеницы или AP1, CAL или 9000 мутантов у Arabidopsis, поэтому поначалу мы уделяли этому признаку мало внимания. Однако различия в удлинении стебля у двойных и тройных нулевых мутантов были слишком очевидны, чтобы их игнорировать. Небольшие эффекты одиночных мутантов vrn1 -null и ful3 -null были усилены у мутанта vrn1ful3 -null, что указывает на синергетическое взаимодействие (рис.S3B). Подобное синергетическое взаимодействие было обнаружено, когда мутант ful2 -null (фиг. S3C) был объединен с мутациями vrn1 -null и ful3 -null (фиг. S3D-E). Эти результаты предполагают, что VRN1, FUL2 и FUL3 обладают избыточными функциями в регуляции удлинения ствола, и что их индивидуальные эффекты усиливаются в отсутствие других паралогов.
Хотя молекулярные механизмы, с помощью которых эти гены влияют на удлинение стебля, в настоящее время неизвестны, косвенный путь, с помощью которого VRN1 может вносить вклад в этот признак, заключается в его сильном влиянии на регуляцию FT1 .Индукция FT1 , как было показано, приводит к активации генов биосинтеза гибберелловой кислоты (GA) в развивающихся колосьях пшеницы (Pearce et al., 2013). Известно, что биосинтез и чувствительность GA играют решающую роль в определении удлинения стебля у пшеницы (Peng et al., 1999). Следовательно, подавление FT1 в мутанте vrn1 -null (Chen and Dubcovsky, 2012), как ожидается, снизит уровни GA, что будет ингибировать удлинение стебля.
Мутация потери функции в гомологе AP1 в семенах рапса привела к увеличению высоты растения на 7.6 см (Shah et al., 2018). Этот эффект противоположен тому, что мы наблюдали в мутациях потери функции в гомологах пшеницы, что предполагает, что различные механизмы вовлечены в эффект этой группы генов идентичности меристемы на высоту растений у этих двух видов.
Мутации в
VRN1, FUL2 и FUL3 задерживают начало цветения пшеницыVRN1 — один из основных генов, контролирующих естественные вариации времени цветения пшеницы (Fu et al., 2005; Киппес и др., 2016; Ян и др., 2003; Zhang et al., 2008), поэтому неудивительно, что vrn1-null задерживает время заголовка более чем на ful2 -null или ful3 -null. Хотя сильный аллель Vrn-A1 для привычки к весеннему росту маскировал меньшие эффекты FUL2 и FUL3 (рис. 1A-C), в отсутствие VRN1 мутанты FUL2 и FUL3 показали отсроченное начало цветения (рис. 1D), что указывает на то, что FUL2 и FUL3 сохранили некоторую остаточную функциональность в отношении ускорения времени цветения пшеницы.Это было дополнительно подтверждено ускоренным цветением трансгенных растений Ubi :: FUL2 и Ubi :: FUL3 (рис. 1 E-F). Аналогичные результаты были получены для Brachypodium distachyon , у которого сверхэкспрессия VRN1 (Ream et al., 2014), FUL2 или FUL3 (Li et al., 2016) ускоряет цветение и подавляет регуляцию VRN1. задерживает цветение по сравнению с нетрансгенными контролями (Woods et al., 2016). Эти результаты предполагают консервативную роль этих генов в регуляции времени цветения трав умеренного пояса.
Предыдущие исследования показали значительное взаимодействие между пшеницей VRN1 и VRN2 в регулировании времени колошения (Tranquilli and Dubcovsky, 2000). Это исследование показывает, что аналогичные взаимодействия существуют между FUL2 и VRN2 (рис. 1G-H). Популяция тетраплоидной пшеницы, сегрегирующая по VRN1, FUL2 и VRN2 , выявила очень значимые двусторонние и трехсторонние взаимодействия между этими генами, что указывает на то, что влияние каждого из этих генов на время колошения зависит от конкретной комбинации аллелей. подарок для двух других.Предыдущие исследования показали, что часть способности VRN1 ускорять цветение зависит от его способности подавлять VRN2 (Chen and Dubcovsky, 2012). Большее влияние на время заголовка трансгена Ubi :: FUL2 в присутствии функционального Vrn2 , чем на нулевом фоне vrn2 (рис. 1G-H), предполагает, что FUL2 репрессия VRN2 также может способствовать ускорению времени заголовка.
VRN1 и FUL2 играют критические и избыточные роли в развитии колосков и цветковНаиболее значительным открытием в этом исследовании были центральные и повторяющиеся роли VRN1 и FUL2 в спецификации идентичности меристемы колосков. .Даже несмотря на то, что переход VM в IM не был нарушен у мутанта vrn1ful2 -null, эти растения были неспособны образовывать нормальные колоски. Мутанты vrn1ful2 -null и vrn1ful2ful3 -null показали удлиненный стебель, оканчивающийся шипообразной структурой (рис. 2A) с латеральными меристемами, расположенными в виде дистихического филлотаксиса, подобного нормальным шипам (рис. 2H, I, K). и Рис. 4A-B). Однако судьба латеральных меристем резко различалась у генотипов дикого типа и мутантных генотипов.У дикого типа боковые меристемы приобрели идентичность SM и образовали нормальные колоски с фертильными цветками, тогда как у мутантов vrn1ful2 -null и vrn1ful2ful3 -null боковые меристемы вернулись к VMs, которые сформировали листья. Интересно, что после образования нескольких листьев эти ВМ снова переходят в ИМ с боковыми ВМ, создавая повторяющийся цикл развития, который заканчивается гибелью растения.
Нормальных колосков не наблюдалось у двойного мутанта vrn1ful2 -null, но у некоторых побегов в базальной области шиповидной структуры наблюдались листовые прицветники, соединяющие аномальные органы цветка в положении первого цветочка.Этот результат показывает, что VRN1 и FUL2 не являются абсолютно необходимыми для производства органов цветков. Это также наблюдалось у мутантов Arabidopsis ap1calful , которые обычно не давали цветков, но были способны производить некоторые аномальные органы цветков при высоких температурах (Ferrándiz et al., 2000). У Arabidopsis AP1 управляет сетью промежуточных факторов транскрипции, которые способствуют генам идентичности FM и репрессируют гены идентичности VM или IM (Kaufmann et al., 2010). Ускользание этих промежуточных факторов транскрипции из-под контроля AP1 у старых растений или в определенных стрессовых условиях иногда приводило к образованию органов цветка у мутанта Arabidopsis aplcalful .
Среди факторов транскрипции, непосредственно репрессированных AP1, MADS-box SVP и AGAMOUS-LIKE 24 ( AGL24 ) играют важную роль в формировании цветочных меристем (Kaufmann et al., 2010; Liu et al. ., 2007). В отсутствие AP1 эктопическая экспрессия SVP и AGL24 трансформирует цветочные меристемы в меристемы побегов (Liu et al., 2007). Три связанных SVP-подобных гена в линиях пшеницы и ячменя ( VRT2, BM1 и BM10 ) произошли от дупликаций, не зависящих от того, который произошел от SVP и AGL24 у Arabidopsis, и, следовательно, имеют независимые истории субфункционализации ( Trevaskis et al., 2007). Сверхэкспрессия BM1 и BM10 в растениях ячменя, выращенных в короткие дни, привела к образованию вегетативных побегов в основании колоса (Trevaskis et al., 2007), которые были похожи на побеги, сформированные в колосовидных структурах, описанных в этом исследовании у пшеницы vrn1ful2 -null. Основываясь на этих наблюдениях, мы предполагаем, что 10-кратная активация транскриптов VRT2, BM1 и BM10 , обнаруженная у нулевых мутантов vrn1ful2 (рис. S6), могла способствовать реверсии латеральных SM в VM. .
Мутанты FUL2 увеличивают количество цветков на один колосУ пшеницы меристема колосков неопределенная и может инициировать различное количество зачатков цветков.Большинство этих зачатков прерывается во время развития колосков, на этот процесс влияют генетические различия (Guo et al., 2016; Sakuma et al., 2018), фотопериод (Gonzalez et al., 2005), высота растения (Miralles et al. ., 1998) и доступные ресурсы (Ferrante et al., 2013). Увеличение количества цветков на один колосок было обнаружено у ful2 -null, но не у vrn1 -null и ful3 -null, что позволяет предположить, что среди этих трех паралогов только FUL2 способствует поддержанию ограниченного количества цветков на колоске (рис.S5B). Поскольку большее количество цветков на колоске может способствовать более высокому потенциалу урожайности зерна, было бы интересно изучить естественные вариации в FUL2 и их влияние на этот признак.
Избыточная экспрессия пшеницы miRl72 или мутации потери функции в его мишени AP2-5 также приводят к большему количеству цветков на один колосок (Debernardi et al., 2017). Синергетическое взаимодействие, обнаруженное в этом исследовании между miR172 и ful2 -null для этого признака (рис.S5C) предполагает, что miR172 / AP2-5 и FUL2 могут контролировать количество цветков общим путем. Однако фактический механизм, с помощью которого FUL2 способствует поддержанию небольшого количества цветков на один колосок, в настоящее время неизвестен. Поскольку мутации с потерей функции в FT2 также влияют на количество цветков на колос (Shaw et al., 2018), мы инициировали скрещивания между ft2-null и ful2 -null, чтобы исследовать их генетические взаимодействия.
VRN1 и FUL2 играют существенную и повторяющуюся роль в детерминированности колоса пшеницыОпределенный рост колоса пшеницы требует перехода дистального IM в SM и образования терминального колоса.Мутант vrn1ful2 -null был неспособен образовывать колоски, поэтому неудивительно, что он был неспособен образовывать концевой колоск (рис. 2H и 4B). Однако судьба терминальных и латеральных меристем у vrn1ful2 -null была разной, при этом латеральные меристемы возвращались к VMs, а терминальный IM оставался неопределенным. IM, по-видимому, очень чувствителен к активности FUL2 или VRN1 , поскольку одной функциональной копии любого из этих генов в гетерозиготном состоянии было достаточно для восстановления детерминированности спайков (рис. 3D и K).
Мутации потери функции в TERMINAL FLOWER 1 ( TFL1 ) у Arabidopsis или в гомологе CENTRORADIALIS ( CEN ) в Antirrhinum приводят к образованию неопределенного цветка и трансформации в детерминантные соцветия (Bradley et al., 1997; Ratcliffe et al., 1999). У Arabidopsis TFL1 является прямой мишенью AP1 (Kaufmann et al., 2010), а мутанты aplcal и aplcalful демонстрируют повышенную регуляцию TFL1 и эктопическую экспрессию в молодых боковых меристемах, предотвращая образование цветков (Ferrándiz и другие., 2000; Ratcliffe et al., 1999). Гомологи риса CEN ( RCN1-RCN4 ) также подавляют судьбу цветков и влияют на архитектуру соцветий (Kaneko-Suzuki et al., 2018; Nakagawa et al., 2002), что предполагает сохранение функций в отдаленно расходящихся линиях растений. Основываясь на этой консервации, возникает соблазн предположить, что активация гомологов пшеницы CEN2, CEN4 и CEN5 в развивающемся спайке мутанта vrn1ful2 -null могла способствовать его неопределенному росту.
Мутанты
vrn1 -null и ful2 -null имеют большее количество колосков на колос.У пшеницы время перехода между IM и конечным колоском определяет количество колосков на колосе. Поскольку VRN1 и FUL2 играют центральную роль в этом переходе, мы предположили, что изменение их дозировки может повлиять на количество колосков на колоске. Эта гипотеза была подтверждена на единичных мутантах vrn1 -null и ful2 -null, которые показали увеличение на девять и два колоска на колос, соответственно (рис.4C-D). Более сильное влияние vrn1 -null по сравнению с ful2 -null на количество колосков, вероятно, связано с более сильным влиянием
VRN1 на время колошения (рис. 1A-C), что приводит к более длительному периоду развития спайков, тем самым предоставляя больше времени для образования дополнительных колосков. Мутация стоп-кодона в гомологе AP1 в рапсе изменила архитектуру растения и увеличила количество семян на растение (Shah et al., 2018), предполагая, что мутации в этой группе генов идентичности меристемы могут быть полезны для модуляции количества семян в других разновидность.В полевых исследованиях у ful2-нулевых растений среднее количество зерен на колос увеличилось на 30,8% по сравнению с контрольными сестринскими линиями. Это большое увеличение, вероятно, было результатом одновременного увеличения количества колосков на колос и цветков на колоске у этого мутанта. Хотя в этом эксперименте положительное увеличение количества зерен было частично компенсировано снижением среднего веса зерен, общий вес зерен на один колос был все же немного выше (6,3%) у мутанта ful2 -null.Было бы интересно проверить, может ли интрогрессия этой мутации в генотипах, более высокая биомасса которых (увеличенный «источник») уменьшить отрицательную корреляцию между количеством зерен и массой зерен. Кроме того, потребуются оптимальные агрономические условия, чтобы преобразовать увеличение количества зерен на ful2 -ноль в большее увеличение общего урожая зерна.
Представленные здесь результаты показывают, что VRN1 и FUL2 играют ключевую и повторяющуюся роль в развитии колоска, репродуктивной структуры, которая определяет семейство трав.Более того, наши результаты показывают, что эти два гена необходимы для детерминированного роста колоса пшеницы, и что потеря функции любого из генов влияет на количество колосков на колосе, что является важным компонентом урожайности зерна. Таким образом, наши результаты показывают, что лучшее понимание процессов, контролирующих развитие травяных цветов и соцветий, может способствовать повышению продуктивности группы видов зерновых культур, которые имеют решающее значение для глобального продовольственного снабжения.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Избранные мутации и комбинации мутантов
Популяция мутагенизированного этилметансульфоната (EMS) тетраплоидного сорта пшеницы Kronos была проверена на наличие мутаций первоначально с использованием тестов Cel I (Uauy et al., 2009), а затем с помощью поиска BLAST в базе данных секвенированных мутаций для той же популяции (Красилева и др., 2017). Мы идентифицировали мутации с потерей функции в гомеологах генома A и B FUL2 и FUL3 , которые были подтверждены с использованием специфичных для генома праймеров, описанных в таблице S1.Одногеномные мутанты дважды или трижды подвергали обратному скрещиванию до Kronos vrn2 -null для уменьшения фоновых мутаций. Линия Kronos vrn2 -null без функциональных копий репрессора цветения VRN2 (Distelfeld et al., 2009) использовалась в качестве рекуррентного родителя, чтобы избежать чрезвычайно позднего цветения комбинаций мутантов, включая нулевую vrn1 . Все мутанты, описанные в этом исследовании, находятся на фоне vrn2-null , если не указано иное.
Для FUL-A2 мы выбрали линию T4-837 (далее ful-A2) , которая имеет мутацию в донорном сайте сплайсинга пятого интрона.ОТ-ПЦР и анализ секвенирования транскриптов ful-A2 выявили две неправильные формы сплайсинга. Наиболее распространенная форма пропустила пятый экзон, что привело к делеции 14 аминокислот в середине K-бокса (Δ144-157). В другой альтернативной форме сплайсинга удержание и трансляция пятого интрона генерировали преждевременный стоп-кодон, который разрушал K-бокс и удалял весь C-конец (фиг. S2A). Для FUL-B2 мы выбрали линию T4-2911, которая несет изменение C на T в нуклеотиде 484 (далее ful-B2 ).Мутация ful-B2 генерирует преждевременный стоп-кодон в положении 162 (Q162 *), который удаляет последние 13 аминокислот K-бокса и весь C-конец (рис. S2A).
Для FUL-A3 мы выбрали линию T4-2375, которая несет мутацию G в A в акцепторном сайте сплайсинга третьего интрона. Секвенирование транскриптов ful-A3 показало, что эта мутация генерирует новый акцепторный сайт сплайсинга, который сдвигает рамку считывания на один нуклеотид. Альтернативная трансляция генерировала преждевременный стоп-кодон, который усекал 72% K-бокса и весь C-конец (рис.S2B). Для FUL-B3 мы выбрали линию T4-2139, которая несет мутацию C в T в положении нуклеотида 394, которая генерирует преждевременный стоп-кодон в положении аминокислоты 132 (Q132 *). Эта преждевременная остановка удалила половину K-бокса и весь C-конец (рис. S2B). Учитывая критическую роль K-домена во взаимодействиях белок-белок и C-концевого домена в активации транскрипции, ожидается, что эти выбранные мутации нарушат нормальную функцию белков FUL2 и FUL3.
Мутанты A и B генома для каждого гена были скрещены для получения двойных мутантов, которые для простоты в дальнейшем называются нулевыми мутантами. ful2 -null и ful3 -null были скрещены с мутантом vrn1vrn2 -null ( vrn-A1 -null T4-2268 / vrn-B1 T4-2619 / vrn2-null) ( Дубцовский, 2012), чтобы сгенерировать vrn1ful2 -null и vrn1ful3 -null, которые были окончательно скрещены для создания vrn1ful2ful3 -null (все на фоне vrn2 -null).Мутанты vrn1ful2 -null и vrn1ful2ful3 -null были стерильными, поэтому их поддерживали и скрещивали, сохраняя мутацию ful-B2 в гетерозиготном состоянии.
Трансгенные растения Kronos, сверхэкспрессирующие кодирующих областей FUL2 и FUL3 , были созданы в центре трансформации Калифорнийского университета в Дэвисе с использованием трансформации , опосредованной Agrobacterium, . Кодирующие области этих двух генов были клонированы из Kronos в бинарный вектор pLC41 (Japan Tobacco, Tokyo, Japan) ниже промотора кукурузы UBIQUITIN .С-концевой тег 3xHA был добавлен к FUL2, а C-концевой тег 4xMYC был добавлен к FUL3. Мутантные и трансгенные растения пшеницы выращивали в камерах PGR15 CONVIRON в условиях LD (16 часов света / 8 часов темноты, интенсивность света ~ 330 мкм · м -2 с -1 ) при 22 ° C в течение дня и 18 ° C в течение ночи. .
Чтобы изучить влияние Ubi :: FUL2 на различные генетические фоны, мы скрестили Kronos Ubi :: FUL2 с Kronos-vrn1vrn2-null и проанализировали влияние трех генов на потомство F2 в тепличных условиях.Полевой эксперимент, сравнивающий ful2 -null и его контрольную линию, был проведен на полевой станции Калифорнийского университета в Дэвисе в течение вегетационного периода 2017-2018 гг. (Засеяно 01.12.2017 и убрано 25.06.2018). Однометровые ряды (30 зерен в ряду) использовались в качестве экспериментальных единиц, и эксперимент был организован в виде рандомизированного полного блочного дизайна с восемью блоками. В течение вегетационного периода растения получали 200 единиц азота в виде сульфата аммония, три полива, одно применение широколистных гербицидов (2, 4D + Buctril) и попеременное применение фунгицидов Quadris и Tilt каждые 2 недели.
Эффект мутаций сайта сплайсинга у мутантов
ful-A2 и ful-B3Чтобы определить эффект мутаций сайта сплайсинга в ful-A2 и ful-B3 , мы извлекли общую РНК из образцы листьев с использованием набора Spectrum ™ Plant Total RNA. кДНК синтезировали из 2 мкг РНК с использованием набора для обратной транскрипции High Capacity Reverse Transcription Kit в соответствии с инструкциями производителя и использовали в качестве матрицы ОТ-ПЦР. Для ful-A2 мы использовали праймеры FUL2-837-F (5’-CCATACAAAAATGTCACAAGC-3 ’) и FUL2-837-R (5’-TTCTGC CTCTCCACCAGTT-3’) для ОТ-ПЦР.Эти праймеры, которые не являются геном-специфичными, амплифицировали три фрагмента длиной 303, 220 и 178 пар оснований. Мы очистили эти фрагменты на геле, клонировали их в вектор pGEM-T (Promega) и секвенировали их. Фрагмент 220 п.н. был из аллеля FUL-B2 дикого типа, тогда как два других фрагмента соответствовали двум альтернативным формам сплайсинга ful-A2 , которые либо сохранили пятый интрон (303 п.н.), либо пропустили пятый экзон (178 п.н.). Для мутанта ful-B3 мы провели ОТ-ПЦР с использованием праймеров FUL3-2375-F (5’-ATGGATGTGATTCTTGAAC-3 ’) и FUL3-2375-R (5’-TGTCCTGCAGAAGCACCTCGTAGAGA-3’).Анализ секвенирования продуктов ПЦР показал, что мутация G в A генерировала новый акцепторный сайт сплайсинга с соседним G, который сдвигал рамку считывания на один нуклеотид после 333 пар оснований и генерировал преждевременный стоп-кодон.
Сканирующая электронная микроскопия (SEM)
Апексы с разных стадий развития были разрезаны и зафиксированы в течение минимум 24 часов в FAA (50% этанол, 5% (об. / Об.) Уксусная кислота, 3,7% (об.)) формальдегид), а затем дегидратировали через серию градуированных этанолов до абсолютного этанола.Образцы сушили до критической точки в жидком CO2 (сушилка для критической точки tousimis ® 931 Series), устанавливали на алюминиевые штыри, покрывали распылением золотом (система покрытия Bio-Rad SEM, модель E5100) и исследовали с помощью сканирующего электрона Philips XL30. -микроскоп на 5кВ. Изображения были записаны при медленном сканировании 3 для высокого разрешения и сохранены в виде файлов TIFF.
ЭкстракцияРНК и анализ кПЦР в реальном времени
РНК из апексов экстрагировали с использованием реагента Trizol (ThermoFisher Scientific, Cat.No 15596026). Один мкг РНК использовали для синтеза кДНК в соответствии с инструкциями «набора для обратной транскрипции кДНК высокой емкости» (ThermoFisher Scientific, № по каталогу 4368814). Затем кДНК разбавляли в 20 раз и 5 мкл этого разведения смешивали с 2 × VeriQuest Fast SYBR Green qPCR Master Mix (Affymetrix, кат. № 75690) и с праймерами для анализа qPCR в реальном времени. Последовательности праймеров перечислены в таблице S2. INNITIATIONFACTOR 4A ( IF4A ) использовали в качестве эндогенного контроля.Уровни транскриптов для всех генов выражены в виде линеаризованной кратности — уровней IF4A , рассчитанных по формуле 2 ( IF4A C T — TARGETC T ) ± стандартная ошибка (SE) среднего. Полученное число указывает соотношение между начальным количеством молекул целевого гена и количеством молекул IF4A .
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЧЕРТЕЖИ
Рис. S1 . Филогения дублированных кладов Arabidopsis AP1 / CAL / FUL и злаков VRN1 / FUL2 / FUL3.
Рис. S2 . Выбраны мутации ful2 и ful3 и их влияние на кодируемые белки.
Фиг.