武大最新Nature上线！这一次，父母的本源基因

08-30 15:39

就在昨晚

一篇来自武大生命科学学院的论文

Nature杂志正式上线

揭露了植物父本的发源基因

控制胚根干细胞发育分子机制

想要进一步了解这个结果吗？

让我们一起来看看吧！

武汉大学孙蒙祥教授课题组于2024年8月28日在Nature杂志上发表题为“Sperm-Origin Paternal Effects on Root Stem Cell Niche Differentiation“研究论文。这项研究报告了两个父本基因参与调节根干细胞龛细胞命运的决定。

受精功能通过精子和卵子的结合收集和整合父母的遗传信息，然后启动胚胎发生，产生新一代植物。如何控制受精和受精后的胚胎发育和器官建设是发育生物学的基本科学问题。相关研究对于分析植物发育控制机制，了解作物杂交育种的分子机制尤为重要。但到目前为止，科学界对此知之甚少。

与动物不同，植物的精子和卵子深埋在母体组织中，因此很难进行相关的研究。经过长期的探索，孙蒙祥研究小组创建了一套独特的卵子分离技术，结合单细胞测序技术，结合精细胞转录小组；TREE1和DAZ3获得了两个转录抑制因子，这些因素在精细胞中具有特殊的表达。

作者对TREE1及其同源基因DAZ3的父本发源基因进行了验证。在TREE1和DAZ3突变之后，胚根原细胞发育命运发生了变化，根干细胞龛分化异常。从而降低了根发育畸形和根重建的能力。作者发现，TREE1和DAZ3在受精后与卵子特殊表达的母本发源基因RKD2的启动子结合，抑制其在早期胚胎中的表达，从而保证胚根原细胞的正常分裂和根干细胞龛的正常发育命运。在TREE1和DAZ3突变之后，RKD2在早期胚胎中的抑制力被解除，胚根原细胞和根干细胞龛的命运也随之改变。因此，在受精过程中，揭示了雌雄配子在分子层面的具体相互作用方法，并对胚胎具体器官形成的分子机制进行了靶向调节。