我院在植物干细胞研究领域取得重大突破
发布时间:2017-06-06                 浏览次数:

近日,我院张宪省研究团队在植物干细胞领域取得重大突破,揭示了植物组织培养和激素调节干细胞活动的分子机理,为推动植物生物技术在农林业的发展奠定了坚实的基础,标志着我国在该领域的研究达到了国际领先水平。6月2日,国际顶级学术期刊《植物细胞》以《B类细胞分裂素响应因子通过对WUSCHEL基因的双重调控作用控制干细胞池》为题发表了该研究成果。

与人类和其他动物相似,植物也具有干细胞。植物干细胞存在于茎端、根端和维管形成层。茎端干细胞通过不断分裂与分化形成了植物的整个地上部分。与人类和其他动物不同的是,植物的干细胞似乎更加“强大”。整整六十年前,德国科学家Skoog和Miller发现,外源施加细胞分裂素和生长素能够在体外培养条件下诱导茎端干细胞重新形成,进而再生出完整植株。基于这一发现而建立的植物组织培养技术成为上世纪末、本世纪初国际植物生物技术的“主角”,为植物离体快繁和基因工程的出现奠定了基础。为什么外源细胞分裂素和生长素能够诱导茎端干细胞再生?这两种植物激素作用的机制是什么?一代又一代的科学家通过大量艰辛的工作,试图找到问题的答案。然而,整整六十年过去了,人们对于这一科学问题仍然知之甚少。这不仅是基础科学研究的遗憾,也严重地影响了植物生物技术的推广应用。当前,大多数作物、林木和花卉由于难以建立离体再生系统,无法进行离体繁殖和基因工程操作。

张宪省教授带领的科研团队历时七年,终于攻克了这一难题。他们的研究发现,在离体培养过程中,细胞分裂素信号转导通路中的B类响应因子一方面直接启动干细胞调控基因WUSCHEL的转录,另一方面通过抑制生长素合成基因的表达,间接促进和维持了WUSCHEL基因的表达,从而使愈伤组织细胞发生命运转变,形成茎端干细胞池,进而形成完整植株。张宪省团队的研究人员还发现,B类细胞分裂素响应因子对WUSCHEL基因的双重调控作用在植物体内干细胞调控过程中也发挥了至关重要的作用。该研究成果对于促进生物技术在作物、林木和花卉中的应用必将起到巨大的推动作用。

七年磨一剑,霜刃方得现。用张宪省教授的话说,“我们的研究团队永远不赶时髦,不做‘快餐’,我们只做对国家、对社会有用的工作。”当前正值学校全面贯彻第七届党代会精神、推进实施“十三五”发展规划之际,该成果的发表,无疑为学校在新时期的科研工作迎来了开门红。