從中國科學(xue)技術大學(xue)獲悉(xi)，該校趙忠教授課題組，首次定(ding)義(yi)了(le)調控干(gan)細(xi)胞命運的內(nei)源逆境信號，并揭示(shi)了(le)內(nei)源逆境信號調控植物干(gan)細(xi)胞命運決定(ding)的新(xin)機制。相關成果已在線發表于著名學(xue)術期刊《自然·植物》上(shang)。

絕大部分植(zhi)物器官都是在胚后(hou)由位于植(zhi)物莖(jing)(jing)尖的(de)莖(jing)(jing)頂端(duan)分生(sheng)組織和(he)根尖的(de)根頂端(duan)分生(sheng)組織中的(de)干(gan)細(xi)胞(bao)分裂(lie)和(he)分化而來(lai)。這種獨特(te)的(de)胚后(hou)發育模式(shi)，賦予(yu)了植(zhi)物適應環境變化的(de)極強發育可塑(su)性(xing)。植(zhi)物干(gan)細(xi)胞(bao)存在于特(te)殊的(de)微環境中，受到了復雜的(de)內源性(xing)信(xin)(xin)號(hao)和(he)外(wai)源性(xing)信(xin)(xin)號(hao)的(de)共同調(diao)控。

WUS和CLV3基因之間(jian)形成(cheng)的負反(fan)饋循(xun)環(huan)(huan)以及(ji)細(xi)胞分(fen)裂素和生長素的調(diao)控(kong)(kong)，是目前已知維(wei)持干細(xi)胞穩定的關鍵機制。除上(shang)述信(xin)號(hao)(hao)外(wai)，是否存在其他信(xin)號(hao)(hao)分(fen)子參與植物干細(xi)胞命(ming)運的調(diao)控(kong)(kong)，特別(bie)是整(zheng)合環(huan)(huan)境信(xin)號(hao)(hao)調(diao)控(kong)(kong)干細(xi)胞發育的可塑性(xing)，目前尚不清楚(chu)。

通過對植物干(gan)(gan)(gan)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)富集(ji)突變體進行(xing)轉(zhuan)錄組測(ce)序，研究人員建立了植物莖頂端分生(sheng)組織(zhi)高分辨率的基因(yin)(yin)表達(da)譜(pu)，預測(ce)了3017個(ge)在(zai)植物干(gan)(gan)(gan)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)及(ji)其微環(huan)境(jing)特(te)異表達(da)的基因(yin)(yin)。結果發現，正常生(sheng)長條(tiao)件下，多(duo)(duo)種(zhong)與逆(ni)境(jing)相關的信(xin)號(hao)在(zai)干(gan)(gan)(gan)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)微環(huan)境(jing)中大(da)量富集(ji)，絕(jue)大(da)部分干(gan)(gan)(gan)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)及(ji)其微環(huan)境(jing)特(te)異表達(da)基因(yin)(yin)能夠響應多(duo)(duo)種(zhong)脅迫與逆(ni)境(jing)激素的處理。

因(yin)此(ci)，研(yan)究人員將(jiang)這(zhe)種(zhong)在(zai)正常生(sheng)長條件下(xia)存在(zai)且在(zai)干細(xi)胞(bao)微環(huan)境(jing)(jing)中富集的(de)逆(ni)(ni)境(jing)(jing)相關(guan)信(xin)(xin)號(hao)(hao)定義(yi)為(wei)內源逆(ni)(ni)境(jing)(jing)信(xin)(xin)號(hao)(hao)。通過對其(qi)中主要的(de)逆(ni)(ni)境(jing)(jing)信(xin)(xin)號(hao)(hao)乙(yi)烯(xi)的(de)進一步研(yan)究，團隊發現乙(yi)烯(xi)信(xin)(xin)號(hao)(hao)轉(zhuan)導(dao)途徑(jing)中的(de)關(guan)鍵(jian)轉(zhuan)錄因(yin)子EIN3及其(qi)同(tong)源基(ji)因(yin)，在(zai)干細(xi)胞(bao)微環(huan)境(jing)(jing)中能(neng)直(zhi)接激發AGL22的(de)表達(da)，而AGL22則(ze)通過直(zhi)接抑制CLV1/CLV2，維(wei)持了干細(xi)胞(bao)重要調控(kong)基(ji)因(yin)WUS的(de)表達(da)。

這(zhe)項(xiang)研究表明，當植(zhi)物(wu)(wu)(wu)遭受外界逆(ni)境(jing)脅(xie)(xie)迫后，AGL22作(zuo)為植(zhi)物(wu)(wu)(wu)早期響應(ying)(ying)脅(xie)(xie)迫的中心(xin)轉(zhuan)錄因子，一方(fang)面能夠啟動植(zhi)物(wu)(wu)(wu)對逆(ni)境(jing)脅(xie)(xie)迫的響應(ying)(ying)，另一方(fang)面能夠阻斷植(zhi)物(wu)(wu)(wu)干細胞分化和推遲(chi)開花，調控了植(zhi)物(wu)(wu)(wu)在逆(ni)境(jing)條件下的可塑性發育，平衡了植(zhi)物(wu)(wu)(wu)的發育和抗逆(ni)進(jin)程。