中國植物干細胞研究取得重要進展揭示根尖靜止中心調控機制

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2025-12-05 11:58:44 河北師范大學生命科學學院

近日，分子細胞生物學教育部重點實驗室崔素娟教授和趙紅桃教授團隊與河北省農林科學院糧油作物研究所合作，在植物干細胞調控機制研究中取得重要突破。相關研究成果發(fā)表于國際頂級學術期刊《美國國家科學院院刊》。

中國植物干細胞研究取得重要進展

植物的再生能力和漫長生命周期依賴于干細胞的活性。這些干細胞存在于干細胞龕中，其中一類長期處于靜息狀態(tài)的干細胞稱為組織中心（OC），在根部稱為靜止中心（QC）。QC通常處于不進行細胞分裂的G0期，但在受到損傷或發(fā)育信號刺激時能迅速重啟分裂。這種“靜中蘊動”的動態(tài)平衡是植物干細胞生物學的核心問題之一。研究表明，PLT1、PLT2、SCR和WOX5四個核心轉錄因子在QC區(qū)域共表達，維持QC的靜止不分裂狀態(tài)，但其具體調控機制尚不清楚。

研究團隊以LFR突變體和回補株系為材料，通過基因表達分析與表型鑒定，證實LFR調控PLT1、PLT2、SCR和WOX5的表達，并與這些轉錄因子在同一通路中協(xié)同調控QC的靜止狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，LFR-SWI/SNF復合體通過重塑染色質，一方面松弛染色質，促進PLT1、PLT2與SCR自我激活，抑制QC分裂；另一方面壓縮染色質構象，協(xié)助WOX5自我抑制，使其表達保持在適當水平，同時激活周期蛋白CYCD3;3，使QC在特定條件下重新進入細胞周期。該機制實現(xiàn)了QC在“靜止中保留分裂潛能”的動態(tài)平衡。這項研究系統(tǒng)闡明了SWI/SNF復合體在植物干細胞自調控中的關鍵作用，揭示了其通過染色質重塑實現(xiàn)雙向調控的機制，為理解動植物干細胞保守機制提供了新視角。

博士生王淑閣為論文第一作者，趙紅桃教授為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金、河北省自然科學基金、中央引導地方科技發(fā)展資金、國家大豆產業(yè)技術體系、河北省現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系建設專項等項目的資助。

(責任編輯：0882)

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