廣東
以植物細(xì)胞全能性為基礎(chǔ)的植物離體再生體系已成為植物遺傳轉(zhuǎn)化和基因編輯等植物生物技術(shù)的重要平臺(tái)。近期研究表明，在典型的植物再生體系中，很多重要的代謝過(guò)程包括活性氧、磷酸鹽以及脂類(lèi)代謝等在生長(zhǎng)素誘導(dǎo)的細(xì)胞重編程過(guò)程中發(fā)生了顯著改變，但這些代謝過(guò)程是否參與及如何參與體細(xì)胞重編程促進(jìn)愈傷組織形成并影響植物的再生過(guò)程尚不清楚。
中國(guó)科學(xué)院植物研究所徐重益研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)檢測(cè)擬南芥脂類(lèi)代謝物在愈傷組織誘導(dǎo)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)磷脂類(lèi)包括磷脂酸（PA）、磷脂酰膽堿（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰絲氨酸（PS）和磷脂酰肌醇（PI）均隨著愈傷組織的誘導(dǎo)顯著降低；進(jìn)一步的轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，磷脂合成途徑兩個(gè)關(guān)鍵酶基因GPATs和LPATs的表達(dá)水平在愈傷組織誘導(dǎo)過(guò)程中顯著降低，而參與磷脂水解的磷脂酶基因PLAs表達(dá)水平則顯著升高，表明磷脂代謝途徑參與愈傷組織的形成過(guò)程。磷脂合成途徑第一步合成酶基因GPATs的突變體，其主根、外植體以及葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體的愈傷組織形成和再生能力均比野生型顯著增強(qiáng)；靶向磷脂代謝組學(xué)分析表明，該突變體根外植體中PA的水平在愈傷組織誘導(dǎo)前后均顯著低于野生型；外施各種磷脂代謝物發(fā)現(xiàn)，只有PA能夠顯著減弱野生型和突變體主根及葉肉細(xì)胞的愈傷組織形成能力，表明磷脂酸PA是參與愈傷組織形成的主要磷脂代謝物。進(jìn)一步體外結(jié)合實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只有PA能夠和生長(zhǎng)素信號(hào)抑制蛋白IAAs特異結(jié)合。煙草和擬南芥的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明PA可以促進(jìn)IAA8和IAA14的蛋白穩(wěn)定性，從而抑制生長(zhǎng)素信號(hào)參與愈傷組織形成的調(diào)控。
該研究發(fā)現(xiàn)，磷脂酸PA通過(guò)調(diào)控生長(zhǎng)素信號(hào)的關(guān)鍵因子IAAs的穩(wěn)定性從而調(diào)控外植體和細(xì)胞的愈傷組織形成能力，揭示了磷脂代謝參與愈傷組織形成的作用機(jī)制，建立了磷脂代謝和生長(zhǎng)素信號(hào)之間的分子聯(lián)系。該研究結(jié)果將有助于促進(jìn)基于植物離體再生的轉(zhuǎn)基因和基因編輯技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
該研究成果于6月8日在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)刊物The Plant Cell上。植物所已畢業(yè)博士研究生常鵬杰為該論文第一作者，胡玉欣研究員和徐重益研究員為通訊作者。
文章鏈接：
https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koag169/8703656?searchresult=1
磷脂酸PA與生長(zhǎng)素信號(hào)抑制子IAAs互作調(diào)控植物再生的細(xì)胞重編程過(guò)程
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