我所在早期植物胚胎發(fā)生過程中細(xì)胞命運(yùn)決定研究領(lǐng)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(xì)胞逐漸發(fā)生細(xì)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(xì)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(diǎn)問題。
上世紀(jì)60年代開始，就有科學(xué)家提出假說認(rèn)為胚柄的胚胎發(fā)育前被胚體所抑制，但雖經(jīng)許多科學(xué)家們利用多種方法進(jìn)行長期研究，一直沒有明確的結(jié)論。我所大豆分子設(shè)計(jì)育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與武漢大學(xué)課題組合作開展對(duì)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(gè)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(yùn)輸在胚體抑制胚柄細(xì)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(xué)院院刊上。PNAS編委會(huì)認(rèn)為這篇論文對(duì)于早期胚胎發(fā)育領(lǐng)域的研究做出了重要的貢獻(xiàn)。大豆功能基因組學(xué)學(xué)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(xì)胞發(fā)育成為了新的胚胎，并且開始表達(dá)胚體的標(biāo)記基因。A-C：胚體標(biāo)記基因DRN::GFP株系，D-E：ATML::NLS:GFP株系。箭頭所示為胚柄頂部細(xì)胞發(fā)育而來的胚體結(jié)構(gòu)。B，C；D，E為同一個(gè)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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