植物具备强大的再生修复能力。离体器官可通过根从头再生途径产生不定根，该特性是苗木扦插等无性繁育技术的基础。长期以来，生长素、茉莉酸等植物激素正向调控植物再生的信号通路已被广泛研究，但植物体内是否存在限制再生进程的负向调控机制尚不清楚。
近日，上海交通大学林文慧教授团队在Journal of Genetics and Genomics在线发表题为“Brassinosteroids negatively regulate plant de novo root regeneration”的研究论文。该研究发现植物激素油菜素甾醇(Brassinosteroids,BR)通过核心转录因子BZR1负调控植物根从头再生，完善了植物激素互作的再生调控网络。
该研究发现BR信号水平与拟南芥的根从头再生能力呈显著负相关：BR处理及BR信号增强突变体的根原基数量减少；而BR合成抑制剂处理及BR缺失或不敏感突变体的根原基数量增多。该调控模式在拟南芥、油菜、烟草、番茄等多种植物中高度保守，表明BR抑制根从头再生可能是植物中普遍存在的调控策略。通过分子与生化实验，作者解析了调控植物根从头再生的级联通路：机械损伤激活茉莉酸信号，随后植物体内的BR信号受到抑制，进而影响BR信号通路下游转录因子BZR1的功能。一方面BZR1结合生长素外运载体PIN1和PIN3的启动子区域，抑制其转录，从而阻断伤口部位生长素的极性运输与局部积累，阻碍根再生；另一方面BZR1结合不定根发育核心调控基因WOX5和LBD16的启动子区域，直接抑制根原基的起始与形态建成，抑制不定根发生。该研究还提示，BR在根从头再生的不同时期发挥不同作用：早期BR信号下调，保障根原基顺利分化；后期BR信号恢复，调控不定根伸长。
BR抑制植物根从头再生的工作模型
作者简介
上海交通大学生命科学技术学院博士生董媛媛与东北农业大学园艺学院姜雨彤教授为共同第一作者，上海交通大学生命科学技术学院长聘教授林文慧与东北农业大学园艺学院姜雨彤教授为共同通讯作者。相关工作获得国家自然科学基金、中国博士后科学基金、上海市现代种业中心及上海市科委项目资助。
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