徐通达/温明章组合作揭示高浓度生长素促进愈伤形成的机制

植物再生（Plant regeneration）是植物组织或器官在受到损伤或胁迫后进行自我修复或替换的过程，也是植物由于固着生长特性应对外界环境变化的重要能力(XU et al., 2019)。愈伤形成是植物再生的重要环节，其本质是细胞命运的变化，高浓度生长素对愈伤形成是必须的，但生长素如何调控愈伤形成过程细胞命运转变尚有许多未知机制有待研究。

JIPB近日在线发表了福建农林大学徐通达教授和天津大学温明章研究员课题组合作题为“High auxin stimulates callus through SDG8-mediated histone H3K36 methylation in Arabidopsis”的研究论文（https://doi.org/10.1111/jipb.13387）。该研究发现高浓度生长素通过TIR1/AFBs信号途径转录激活拟南芥H3K36组蛋白甲基转移酶基因SDG8，通过对愈伤形成相关基因WOX5等和细胞增殖相关基因CYCB1;1进行H3K36组蛋白修饰，从而促进愈伤形成。

该研究首先发现拟南芥H3K36组蛋白甲基转移酶基因SDG8突变具有愈伤形成和再生缺陷（图1A, B）。细胞生物学观察发现sdg8突变体类中柱鞘细胞在愈伤诱导过程中仍保持较高的全能性，细胞命运转变异常（图1C, D）。愈伤形成过程中，高浓度生长素通过TIR1/AFBs信号途径转录激活SDG8（图1E）。SDG8对愈伤形成相关基因WOX5和细胞增殖相关基因CYCB1;1等下游靶标基因进行H3K36组蛋白甲基化修饰并激活其表达（图1F）。SDG8和WOX5协同调控愈伤形成。因此，该研究揭示了高浓度生长素通过SDG8促进愈伤形成的表观遗传调控机制（图1G）。

徐通达课题组近年来在生长素调控植物生长发育研究中取得了一系列进展，揭示了生长素在植物顶端弯钩（apical hook）形成过程中的差异性生长(Cao et al., 2019)、侧根发育过程中的细胞分裂模式(Huang et al., 2019)以及生长素合成和根毛及根分生组织发育(Wang et al., 2020)等过程。这篇论文进一步揭示了生长素与表观遗传偶联调控愈伤形成的分子机制。

福建农林大学徐通达课题组讲师马军和已毕业博士李强为该论文的共同第一作者，福建农林大学徐通达教授和天津大学温明章研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、福建农林大学启动基金和福建农林大学校杰青等项目的资助。

转自：“iPlants”微信公众号

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