中国植物干细胞研究取得重要进展 揭示根尖静止中心调控机制[推荐]

近日，分子细胞生物学教育部重点实验室崔素娟教授和赵红桃教授团队与河北省农林科学院粮油作物研究所合作，在植物干细胞调控机制研究中取得重要突破。相关研究成果发表于国际顶级学术期刊《美国国家科学院院刊》。

植物的再生能力和漫长生命周期依赖于干细胞的活性。这些干细胞存在于干细胞龛中，其中一类长期处于静息状态的干细胞称为组织中心（OC），在根部称为静止中心（QC）。QC通常处于不进行细胞分裂的G0期，但在受到损伤或发育信号刺激时能迅速重启分裂。这种“静中蕴动”的动态平衡是植物干细胞生物学的核心问题之一。研究表明，PLT1、PLT2、SCR和WOX5四个核心转录因子在QC区域共表达，维持QC的静止不分裂状态，但其具体调控机制尚不清楚。

研究团队以LFR突变体和回补株系为材料，通过基因表达分析与表型鉴定，证实LFR调控PLT1、PLT2、SCR和WOX5的表达，并与这些转录因子在同一通路中协同调控QC的静止状态。研究发现，LFR-SWI/SNF复合体通过重塑染色质，一方面松弛染色质，促进PLT1、PLT2与SCR自我激活，抑制QC分裂；另一方面压缩染色质构象，协助WOX5自我抑制，使其表达保持在适当水平，同时激活周期蛋白CYCD3;3，使QC在特定条件下重新进入细胞周期。该机制实现了QC在“静止中保留分裂潜能”的动态平衡。这项研究系统阐明了SWI/SNF复合体在植物干细胞自调控中的关键作用，揭示了其通过染色质重塑实现双向调控的机制，为理解动植物干细胞保守机制提供了新视角。

博士生王淑阁为论文第一作者，赵红桃教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、河北省自然科学基金、中央引导地方科技发展资金、国家大豆产业技术体系、河北省现代农业产业技术体系建设专项等项目的资助。