分生组织是高等植物生长与器官形成的核心结构,其功能决定了植物的生长和发育。在茎顶端分生组织中,持续产生新的器官原基,形成所有地上部分;而花分生组织则在完成花器官生成后终止活动,这一过程对植物的生殖生长和种子发育至关重要。
近日,中国科学院遗传与发育生物学研究所刘西岗团队与上海生命科学院刘仁义团队合作,深入研究了模式植物拟南芥分生组织的调控机制。他们发现,转录因子FHY3通过调节SEP2和CLV3的表达,在分生组织的维持与终止中发挥了关键作用。该成果发表于美国《国家科学院院刊》。
研究人员利用全基因组ChIP-seq和RNA-seq技术,揭示FHY3在花发育过程中拥有数百个靶基因,并主要作为转录抑制因子,这与其在幼苗时期的转录激活功能形成鲜明对比。结合位点分析显示,FHY3可能与多种花特异性及光形态建成相关的转录因子协同调控花的发育。
机制研究进一步表明,FHY3直接抑制CLV3表达,从而通过调节WUS基因维持茎顶端分生组织的干细胞池。在花分生组织中,FHY3不仅抑制CLV3,还激活SEP2表达,最终促进分生组织的终止。这一发现为理解植物器官形成和分生组织命运调控提供了新的分子基础。
该研究揭示了植物分生组织维持与终止的复杂调控网络,为未来作物育种和生长调控提供了理论依据。
参考文献:美国《国家科学院院刊》。