研究發(fā)現(xiàn)茉莉酸調(diào)控根器官再生的機(jī)理

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來(lái)源：遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所

2019-04-10

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(guò)激活生長(zhǎng)過(guò)程完成組織和器官再生。

植物固著生長(zhǎng)并通過(guò)協(xié)調(diào)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程和抗性反應(yīng)從而應(yīng)對(duì)環(huán)境變化帶來(lái)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(guò)激活生長(zhǎng)過(guò)程完成組織和器官再生。然而，人們尚不清楚植物遭受機(jī)械損傷以后激活器官再生的分子機(jī)理。

在特定逆境脅迫下，植物通過(guò)茉莉酸途徑抑制主根生長(zhǎng)而促進(jìn)側(cè)根發(fā)生（Sun et al.， 2009， Plant Cell； Chen et al.， 2011， Plant Cell）。中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李傳友研究組前期的研究發(fā)現(xiàn)，在這些生理過(guò)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(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子PLT1/2的表達(dá)，進(jìn)而激活干細(xì)胞組織中心（靜止中心）的細(xì)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(zhǎng)。最近，他們與荷蘭瓦赫寧根大學(xué)教授Ben Scheres團(tuán)隊(duì)的合作研究發(fā)現(xiàn)，損傷誘導(dǎo)的茉莉酸信號(hào)可以激活干細(xì)胞并促進(jìn)再生。他們的研究表明，茉莉酸通過(guò)調(diào)控RBR-SCR分子網(wǎng)絡(luò)和脅迫響應(yīng)基因ERF115的表達(dá)從而激活根干細(xì)胞組織中心的活性。同時(shí)，位于ERF115上游由茉莉酸信號(hào)誘導(dǎo)表達(dá)的ERF109可以激活CYCD6；1轉(zhuǎn)錄，從而促進(jìn)再生。進(jìn)一步研究結(jié)果表明，來(lái)自土壤的機(jī)械脅迫以及線蟲(chóng)侵害能夠激活茉莉酸介導(dǎo)的再生反應(yīng)。

這一研究揭示了損傷誘導(dǎo)的茉莉酸信號(hào)促進(jìn)再生過(guò)程的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，解析了植物如何平衡生長(zhǎng)發(fā)育、抗性反應(yīng)和機(jī)體修復(fù)之間的關(guān)系。該研究已于4月4日在《細(xì)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(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目的資助。

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