植物固著生長并通過協(xié)調(diào)生長發(fā)育過程和抗性反應(yīng)從而應(yīng)對環(huán)境變化帶來的脅迫與損傷。植物受到由生物或非生物脅迫引起的物理傷害以后,可以通過激活生長過程完成組織和器官再生。然而,人們尚不清楚植物遭受機械損傷以后激活器官再生的分子機理。
在特定逆境脅迫下,植物通過茉莉酸途徑抑制主根生長而促進側(cè)根發(fā)生(Sun et al., 2009, Plant Cell; Chen et al., 2011, Plant Cell)。中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所李傳友研究組前期的研究發(fā)現(xiàn),在這些生理過程的背后,茉莉酸途徑的核心轉(zhuǎn)錄因子MYC2直接調(diào)控干細胞轉(zhuǎn)錄因子PLT1/2的表達,進而激活干細胞組織中心(靜止中心)的細胞分裂活性 (Chen et al., 2011, Plant Cell),從而調(diào)控根系的適應(yīng)性生長。最近,他們與荷蘭瓦赫寧根大學教授Ben Scheres團隊的合作研究發(fā)現(xiàn),損傷誘導的茉莉酸信號可以激活干細胞并促進再生。他們的研究表明,茉莉酸通過調(diào)控RBR-SCR分子網(wǎng)絡(luò)和脅迫響應(yīng)基因ERF115的表達從而激活根干細胞組織中心的活性。同時,位于ERF115上游由茉莉酸信號誘導表達的ERF109可以激活CYCD6;1轉(zhuǎn)錄,從而促進再生。進一步研究結(jié)果表明,來自土壤的機械脅迫以及線蟲侵害能夠激活茉莉酸介導的再生反應(yīng)。
這一研究揭示了損傷誘導的茉莉酸信號促進再生過程的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò),解析了植物如何平衡生長發(fā)育、抗性反應(yīng)和機體修復之間的關(guān)系。該研究已于4月4日在《細胞》(Cell)雜志在線發(fā)表(DOI:10.1016/j.cell.2019.03.006)。Ben Scheres研究組的博士后周文焜(原李傳友研究組博士生)是該論文的第一作者。該研究得到科技部重大科學研究計劃項目的資助。
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