福建农林大学“国家优青”团队发表 GA与 CK相互拮抗研究成果

近日，国际权威学术期刊Cell子刊《发育细胞》上发表了福建农林大学蔡汉阳、秦源教授团队的研究论文。该研究深入探讨了赤霉素(GA)和细胞分裂素(CK)信号如何相互拮抗，以调控拟南芥中雌性生殖细胞的分化。

有性生殖依赖于生殖系细胞的形成和分化，其中大孢子母细胞(MMC)是被子植物中最早分化的雌性生殖系细胞。它源自胚珠原基的一个远端珠心亚表皮L2层细胞，通过一系列的伸长和特化过程最终发展成雌配子体，提供受精的场所。

先前的研究表明，油菜素内酯(BR)信号通过激活WRKY23转录因子抑制相邻L2层细胞获得MMC命运，并且EPFLs小肽与 ERECTA家族受体激酶通过激活BRI1受体和 BZR1转录因子及其靶基因NSN1 来限制多个L2层细胞成为MMC。

该研究进一步揭示了GA和 CK在 MMC 特化中的作用。研究发现，在MMC 中，GA的生物合成和信号传导受到抑制；当GA生物合成基因或其受体过表达时，会观察到多个MMC 的产生。GA-GID1-SLY1复合物能与CK的 B型反应调节因子ARR1/10/12 相互作用并促进其降解。同时，CK的生物合成基因和信号组分在MMC和孢子体细胞中均有表达，并受GA信号的负调控。CK生物合成基因或信号组分的突变同样会导致MMC数量增加。

此外，研究还发现了液泡分选蛋白SHBY 能够分别与GA和CK信号组件互动，并在转录水平上由CK诱导。SHBY通过促进GID1-SLY1复合物的泛素化降解，阻止GA诱导的 DELLA蛋白降解，并保护ARR1/10/12的稳定性，确保MMC 的正常发育。该研究成果提供了关于GA和 CK信号如何协同作用以控制MMC特化的分子机制的新见解，丰富了我们对植物激素如何协调调控细胞命运决定的理解。