张宪省课题组在《Plant Physiology》期刊上发表研究论文
发布时间: 2018-03-12                 浏览次数: 13

近日,我院张宪省课题组在调控植物芽再生自然变异的分子机理方面取得重要进展,并撰写题为 “Thioredoxin-mediated ROS homeostasis explains natural variation in plant regeneration” 的研究论文。2018年3月,该论文在国际知名学术期刊《Plant Physiology》上正式发表,该期刊是中科院划分的SCI一区学术杂志。

芽再生是植物遗传转化和基因工程育种的基础。多数植物的芽再生能力存在种内基因型变异,但其分子机理并不清楚。该文章以拟南芥为研究对象,发现DCC1基因突变显著抑制拟南芥的芽再生。生化实验的证据显示,DCC1与线粒体呼吸链NADH脱氢酶复合体Ⅰ中的亚基蛋白CA2互作,通过对CA2的氧化还原修饰调控复合体Ⅰ的活性。DCC1和CA2的突变均会导致复合体Ⅰ的活性下降并引发线粒体中活性氧的产生。RNA-seq 的分析结果提示,DCC1介导的活性氧可能通过调节分生组织相关基因的表达,以及生长素的生物合成等多个信号途径调控芽的再生。通过连锁不平衡分析发现,DCC1基因的2个SNP位点与不同生态型拟南芥的芽再生能力紧密关联。利用不同生态型的拟南芥进行芽再生实验,发现愈伤组织中活性氧水平低的生态型具有更高的再生能力,反之亦然。

研究结果表明,硫氧还蛋白DCC1是调控不同生态型拟南芥芽再生能力的一个关键调控因子,它通过介导活性氧平衡对芽再生发挥调控作用。研究阐明了拟南芥芽再生自然变异的分子机制,这对提高其它植物的芽再生能力亦具有借鉴价值。

博士生张慧、硕士生张婷婷和博士后刘辉为论文的共同第一作者,李兴国教授和张宪省教授为共同通讯作者,硕士生石德英和实验师别晓敏也参与了课题研究。此项工作得到国家自然科学基金(31270231 和91217308)经费资助。

http://www.plantphysiol.org/content/176/3/2231.full