植物界的“再生指挥官”被发现
山农大团队揭示植物再生新机制,相关成果在《细胞》在线发表

植物界的“再生指挥官”被发现

该成果对于植物基因研究和生物育种具有重要价值
2024-05-24 大众日报 03版
  □记 者 王洪涛
   通讯员 张钦龙 翟荣惠 报道
  本报泰安5月23日讯 “是什么控制着器官再生”,这是《科学》杂志在创刊125周年之际提出的125个人类未知的重大科学问题中最重要的25个问题之一。近日,山东农业大学李传友教授团队在植物再生领域的研究取得重大突破,成功发现细胞受伤而产生的再生因子REF1,是引发组织修复和器官再生的原初受伤信号分子,在植物再生中发挥了巨大作用。这将为植物基因研究领域带来显著应用价值。北京时间5月22日,国际知名学术期刊《细胞》在线发布这一成果。
  植物在长期进化过程中形成了动物不可比拟的应对损伤的能力。20世纪70年代,科学家发现小肽信号系统素和植物激素茉莉酸通过共同的信号通路来调控植物的系统性防御反应。接下来几十年,科学家们对其信号转导机理开展了大量研究,但对于植物损伤修复和器官再生的机理却所知甚少。
  李传友团队长期以番茄为模式,用遗传学手段解析由系统素和茉莉酸共同调控的植物系统性防御信号通路,获得了一系列系统素信号通路发生变化的番茄突变体,从中鉴定到一个在防御和再生方面同时表现缺陷的突变体。进一步的基因克隆结果表明,这一突变体编码小肽发挥了关键作用,外源施加这一小肽可以显著提高番茄的再生能力,团队将该小肽命名为再生因子REF1。团队还发现,几乎在所有双子叶植物和单子叶植物中都能找到对应的REF1小肽及其受体。外施REF1可以将大豆、小麦和玉米等作物的再生能力提高6—9倍,遗传转化效率提高4—5倍。相关方法目前已申请国际PCT专利。
  在该项研究中,李传友团队创造性提出了防御和再生是植物受伤反应的两个密不可分方面的全新理念,找到了诱发植物再生的原初受伤信号分子REF1,为生物育种中解决作物遗传转化效率低、基因型依赖严重等瓶颈问题提供了便捷普适的方案。
  中国科学院院士许智宏认为,植物再生因子REF1的发现,对于植物如何识别损伤刺激并启动组织修复和器官再生过程这一植物生命科学领域长期悬而未决的问题来说,是一项重大进展,属于生命科学领域的标志性成果。中国科学院院士种康表示,该研究对细胞分化与再生领域的基础科学研究和生物技术应用都具有突破性意义,对我国打赢种业翻身仗、加快生物育种产业化步伐意义重大。