Size regulation of the lateral organ initiation zone and its role in determining cotyledon number in conifers
Notice bibliographique
Résumé
Introduction Unlike monocots and dicots, many conifers, particularly Pinaceae, form three or more cotyledons. These are arranged in a whorl, or ring, at a particular distance from the embryo tip, with cotyledons evenly spaced within the ring. The number of cotyledons, nc, varies substantially within species, both in clonal cultures and in seed embryos. nc variability reflects embryo size variability, with larger diameter embryos having higher nc. Correcting for growth during embryo development, we extract values for the whorl radius at each nc. This radius, corresponding to the spatial pattern of cotyledon differentiation factors, varies over three-fold for the naturally observed range of nc. The current work focuses on factors in the patterning mechanism that could produce such a broad variability in whorl radius. Molecularly, work in Arabidopsis has shown that the initiation zone for leaf primordia occurs at a minimum between inhibitor zones of HD-ZIP III at the shoot apical meristem (SAM) tip and KANADI (KAN) encircling this farther from the tip. PIN1-auxin dynamics within this uninhibited ring form auxin maxima, specifying primordia initiation sites. A similar mechanism is indicated in conifer embryos by effects on cotyledon formation with overexpression of HD-ZIP III inhibitors and by interference with PIN1-auxin patterning. Methods We develop a mathematical model for HD-ZIP III/KAN spatial localization and use this to characterize the molecular regulation that could generate (a) the three-fold whorl radius variation (and associated nc variability) observed in conifer cotyledon development, and (b) the HD-ZIP III and KAN shifts induced experimentally in conifer embryos and in Arabidopsis. Results This quantitative framework indicates the sensitivity of mechanism components for positioning lateral organs closer to or farther from the tip. Positional shifting is most readily driven by changes to the extent of upstream (meristematic) patterning and changes in HD-ZIP III/KAN mutual inhibition, and less efficiently driven by changes in upstream dosage or the activation of HD-ZIP III. Sharper expression boundaries can also be more resistant to shifting than shallower expression boundaries. Discussion The strong variability seen in conifer nc (commonly from 2 to 10) may reflect a freer variation in regulatory interactions, whereas monocot (nc = 1) and dicot (nc = 2) development may require tighter control of such variation. These results provide direction for future quantitative experiments on the positional control of lateral organ initiation, and consequently on plant phyllotaxy and architecture.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».