艾德思：树木干细胞分裂的阴阳平衡调控机制

 与人类相比,树木可以存活成百上千年,这一切都依赖于植物干细胞不断地分裂和分化,顶端干细胞让树木长得越来越高,形成层干细胞(位于树皮和树干中间)让树木长得越来越粗.树木的生长随着季节/光照/温度/水分/土壤养分的变化而变化,就这样,树木用年轮记录了自己一年又一年地成长.

一直以来,人们对树木形成层干细胞的分裂好奇不已.树木的形成层究竟怎样维持活性?树木又是怎样适应不同的环境变化来进行自我调节?一直不得其解.2019年6月14日, Plant Biotechnology Journal 杂志在线发表了中科院分子植物科学卓越创新中心——植物生理生态研究所李来庚研究组题为 "A xylem-produced peptide PtrCLE20 inhibits vascular cambium activity in Populus' 的研究文章. 这篇论文揭示了一种形成层干细胞分裂的阴阳平衡调控机制,为我们了解树木的生长打开了一扇窗.

在本项研究中,一个编码 CLE20短肽的基因,被发现特异性表达在分化过程的木质部细胞中,但是通过免疫原位的方式检测发现其表达的短肽分子可以移动到形成层干细胞处.过表达 CLE20 基因可以抑制形成层细胞的活性.同时形成层中与细胞分裂相关的关键基因 WOX4 表达受到严重抑制,树木的生长发育受到严重影响. 研究结果还显示 CLE20短肽在分生细胞中可能被相关受体识别,作为信号分子负(阴)调控了形成层细胞的活性. 目前有研究报道CLE41是另一种从韧皮部运输到形成层的短肽信号分子,CLE41作为一种正(阳)调控因子,可以促进形成层细胞的活性.

CLE41和CLE20可能是一对正负(阴阳)调控信号,精细调控了树木的次生生长过程. 该研究为阐明树木次生生长过程的调控机制发现了一条新的分子信号途径. 阴阳相对相生的现象早在千年以前就被我国古人注意到,并非常形象的用太极图来阐述,本次研究的发现跟中国传承已久的古代思想文化哲学默契统一,为研究树木的生长发育开启了新的航向.

值得注意的是,在这篇论文中植物生理生态研究所研究团队使用了三种   YEASEN  在售商品,cDNA 合成试剂盒 Hieff TM  First Strand cDNA Synthesis Kit (Yeasen, CAT#11102→产品升级,现货号11123),qPCR 荧光试剂盒 Unicon TM  qPCR SYBR® Green Master Mix (Yeasen, CAT#11198),蛋白酶抑制剂 (Yeasen, CAT#20123).

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