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我国科学家揭示植物再生新机制

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2024年05月23日 | 浏览量:76000

我国科学家揭示植物再生新机制
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  新华社济南5月23日电(记者萧海川)记者从山东农业大学获悉,学校李传友教授团队在植物再生领域研究取得重要成果,经研究发现,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。这将为植物基因研究领域带来显著应用价值。相关成果在北京时间22日晚在线发表于国际知名学术期刊《细胞》。

  细胞损伤是触发动植物启动再生程序的原初物理诱因。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。随后的研究中,科学界对植物系统性防御的信号转导机理有了深入认识,但对植物损伤修复和器官再生的机理了解不多。因此,在《科学》杂志创刊125周年之际提出的125个人类未知的重大科学问题中,“是什么调控器官再生”被列为最重要的25个科学问题之一。

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  李传友教授团队长期以番茄为研究对象,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。经过多年研究,团队在一系列系统素信号通路发生变化的番茄突变体中,鉴定出一个在防御和再生方面同时表现缺陷的突变体。

  在对这一突变体后续研究和对比实验中,研究人员确认了一种小肽的关键作用,外源施加这一小肽可显著提高番茄的再生能力。研究团队遂将其命名为再生因子REF1。再生因子REF1调控植物再生的过程,包括受体蛋白的识别、转录激活细胞重编程调控因子、进一步放大REF1信号等,都得到研究证实。

  以再生因子REF1切入,研究团队还发现在植物界,REF1小肽及其受体广泛分布在双子叶植物和单子叶植物中。外施REF1不仅可以显著提高番茄再生能力和遗传转化效率,还可以将大豆、小麦和玉米等作物的再生能力、遗传转化效率提高数倍。这为生物育种中解决作物遗传转化效率低等瓶颈问题,提供便捷普适的方案。

  中国科学院院士种康认为,这一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。植物再生因子REF1的发现和利用,对加快我国生物育种产业化步伐意义重大。中国科学院院士许智宏表示,植物如何识别损伤刺激并启动组织修复和器官再生过程,是植物生命科学领域长期悬而未决的问题。REF1的发现,是解答这一问题的重大进展。

【责任编辑:谷玥】
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