华中农业大学“植物细胞”揭示调控棉花愈伤组织命运的新机制

最近，华中农业大学棉花遗传改良创新团队在The Plant Cell上发表了“ght ce1-ght CEE1dimersregulatetranscriptionalreprogrammingduringwound-inducedcalllusformationd” 表明bHLH转录因子GhTCE1和同源转录因子GhTCEE1相互协同调控棉花愈伤组织细胞生长发育，为体细胞胚胎发生过程中细胞命运的重塑提供了新的见解。

植物遭受机械损伤后，损伤部位的可塑性发育过程对其伤口修复和环境适应具有重要意义。

具体而言，作为受伤部位表现的体细胞也可以从头开始进行内脏器官的产生，例如脱分化形成愈伤组织，形成能够封闭伤口防止感染的不定根等； 还可以通过组织培养过程诱导诱导细胞胚胎发生( SE )。

植物是如何在分子水平上决定细胞去分化和再分化的命运转换一直以来备受关注。

该团队通过前期棉花细胞胚胎发生( SE )过程的RNA-Seq分析，鉴定了在SE早期被强烈诱导表达的转录因子GhTCE1。

本研究表明，GhTCE1干扰系( Ri1，Ri2 )和突变体( ko15和ko18 )在下胚轴组织培养过程中与野生型相比，愈伤组织增殖和生长受到严重阻碍，产生大量不定根，而超表达系( OE1，OE3 )则相反

通过对愈伤组织的生化分析和转录组测序，GhTCE1主要参与甾醇合成、细胞壁修饰、细胞扩张、ROS稳定及脂质转移，共鉴定出29个潜在下游靶标，激素信号通路不受影响。

考虑到候选靶标中富集大量GhLTPs，本研究选择了在SE过程中高表达的GhLTP2/3，通过整体酵母、LUC、EMSA及ChIP-qPCR等实验，证明GhTCE1具有GhLTP2/3印迹

此外，本研究还通过遗传学实验证实了GhLTP2和GhLTP3与GhTCE1具有相似的功能。

此外，活性氧清除实验表明，降低活性氧积累能有效恢复愈伤组织的附加值，促进细胞伸长，减少不定根的发生。

这些结果表明，GhTCE1-GhLTP2/3通过调节ROS动态平衡对愈伤组织的发育和命运决定起重要作用。

通过筛选早期愈伤组织cDNA酵母文库，鉴定了10个GhTCE1候选相互作用蛋白。

BiFC证实GhTCE1和GhTCEE1相互作用，且在早期愈伤组织诱导中呈共表达模式。

进一步LUC实验证实GhTCEE1增强了GhTCE1对下游靶标GhLTP2/3的激活能力。

综上所述，该研究结果表明，GhTCE1-GhTCEE1相互作用模块作为分子开关协同调控GhLTPs和ROS，调控无组织愈伤组织增殖和有组织器官发育之间的命运转换，为研究创伤诱导的愈伤组织早期细胞命运转换提供重要知识

GhTCE1-GhTCEE1相互模块调控细胞命运转换模式华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室棉花遗传改良创新团队由已毕业博士邓晋武(现就职于中国农业科学院油料作物研究所)和博士后孙伟男为论文联合第一作者，团队杨细燕教授、 以英国杜伦大学Keith Lindesy教授和塔里木大学何良荣教授为论文共同社作者，团队学术带头人张献龙教授参与了本次研究

这项研究得到了国家重点研发计划和中央大学基本科研业务费专项资金支持项目的资助。

论文链接： https://doi.org/10.1093/pl cell/koac 252温馨提示：本文转自“华中农业大学”，文章转载仅用于学术传播，无商业用途，版权归原作者所有。 如果涉及侵权问题，请联系我们。 立即修改或删除。