“是什么控制着器官再生”?这是Science杂志在2005年创刊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个科学问题之一。
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,并在植物转基因、基因编辑领域有巨大应用价值。北京时间5月22日,国际顶尖学术期刊Cell在线发布这一成果。
在大自然中,无法移动的植物,在长期进化过程中形成了令人叹为观止、动物不可比拟的应对损伤的能力,它们不但能快速激活防御反应以抵御病虫侵害,还能轻松自如进行组织修复、器官乃至整个生命体的再生。
20世纪70年代,著名美国学者Clarence Ryan教授,在模式植物番茄中,发现了植物对机械损伤的系统性防御现象,并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。
众所周知,细胞损伤是触发生命体(无论植物还是动物)启动再生程序的原初物理诱因。据此,人们推断一定存在一种由细胞损伤诱发的信号分子在再生过程中发挥重要调控作用,但对这种信号分子的化学本质却无从知晓。
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。深耕收获,团队获得了一系列系统素信号通路发生变化的番茄突变体,几年前又从中鉴定到在防御和再生方面同时表现缺陷的突变体spr9。
相关方法目前已申请国际PCT专利。
据介绍,在该项研究中,李传友团队创造性地提出了防御和再生是植物受伤反应的两个密不可分的方面的全新理念。他们不仅找到了诱发植物再生的原初受伤信号分子REF1,破解了困扰科学界几个世纪的难题,而且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。
据了解,该研究也是山东省高校以通讯作者单位发表的首篇植物科学领域的Cell论文。
编辑:白天
审核:王骄
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