我所在早期植物胚胎發(fā)生過程中細胞命運決定研究領域取得重大突破
植物胚胎分為胚體和胚柄兩大結(jié)構(gòu)。胚柄在植物早期胚胎發(fā)育的過程中起到支撐胚體以及向胚體輸送營養(yǎng)物質(zhì)，生長調(diào)節(jié)因子的作用。在胚胎發(fā)育過程中胚柄細胞逐漸發(fā)生細胞程序性死亡，并不參與成熟植株的絕大部分組織構(gòu)建。胚柄細胞是否具有發(fā)育成為胚胎的潛能一直是早期胚胎發(fā)育過程中的研究熱點問題。
上世紀60年代開始，就有科學家提出假說認為胚柄的胚胎發(fā)育前被胚體所抑制，但雖經(jīng)許多科學家們利用多種方法進行長期研究，一直沒有明確的結(jié)論。我所大豆分子設計育種重點實驗室與武漢大學課題組合作開展對這一課題的研究，研究人員采用活體體內(nèi)激光切割系統(tǒng)在擬南芥胚珠內(nèi)切斷胚體胚柄的聯(lián)系，培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)部分胚柄能夠發(fā)育成為一個新的胚胎，給出了胚柄的胚胎發(fā)育潛能是被胚體抑制的最直接證據(jù)。本研究還發(fā)現(xiàn)生長素的極性運輸在胚體抑制胚柄細胞胚胎潛能的過程中起了重要的作用。
該研究成果2015年9月22日在線發(fā)表在美國科學院院刊上。PNAS編委會認為這篇論文對于早期胚胎發(fā)育領域的研究做出了重要的貢獻。大豆功能基因組學學科組的劉媛助理研究員為該論文第一作者。
A-E：切斷胚體與胚柄的聯(lián)系后，胚柄的頂端細胞發(fā)育成為了新的胚胎，并且開始表達胚體的標記基因。A-C：胚體標記基因DRN::GFP株系，D-E：ATML::NLS:GFP株系。箭頭所示為胚柄頂部細胞發(fā)育而來的胚體結(jié)構(gòu)。B，C；D，E為同一個胚珠的不同觀察模式。B，D為熒光觀察；C，E為透明觀察。
論文信息：
Yuan Liu, Xinbo Li, Jing Zhao, Xingchun Tang, Shujuan Tian, Junyi Chen, Ce Shi, Wei Wang, Liyao Zhang,Xianzhong Feng, and Meng-Xiang Sun,2015.Direct evidence that suspensor cells have embryogenic potential that is suppressed by the embryo proper during normal embryogenesis,PNAS.
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