遗传发育所茉莉酸调控根尖干细胞维持和根生长研究获进展

作为一种重要的植物激素，茉莉酸调控植物对昆虫侵害、病原菌侵染和机械伤害的抗性反应，同时也调控植物生长发育的许多方面。早在二十世纪八十年代初，人们就认识到茉莉酸抑制植物生长，但对茉莉酸实现这一生理功能的细胞学和分子机制并不清楚。



中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友研究员带领的研究团队发现，茉莉酸对拟南芥主根生长的抑制作用体现在对细胞分裂和细胞伸长的影响上。同时，茉莉酸改变了根尖干细胞微环境的细胞学结构，包括引起静止中心(QC)细胞的非正常分裂和根冠干细胞的非正常分化，并导致根分生组织活性降低。茉莉酸所引起的这些细胞学变化与生长素途径的干细胞转录因子基因PLETHORA  (PLT)突变导致的表型类似。凝胶阻滞、染色质免疫共沉淀及其它分子生物学实验表明，茉莉酸信号途径的重要转录因子MYC2直接结合PLT1/2的启动子并抑制其表达。



因为生长素途径通过上调PLT的表达正向调控根尖干细胞的维持和根分生组织活性，而本研究发现茉莉酸通过下调PLT的表达而负向调控根尖干细胞维持和根分生组织活性，因此这项工作揭示了茉莉酸和生长素拮抗互作调控根尖干细胞维持和主根生长的新机制。这一研究工作表明，通过不同激素信号间的相互作用协调生长发育进程可能是植物在长期进化过程中形成的对环境响应的普遍机制。



上述研究结果于9月28日在线发表于国际著名杂志The  Plant  Cell。李传友实验室博士研究生陈谦和副研究员孙加强为该论文的共同第一作者。本研究得到了科技部和国家自然科学基金委重大研究计划项目的资助。