科學家研究揭示植物再生的傷口信號轉導機制

　　強大的再生能力是植物適應嚴酷環境的生存技能之一。受傷離體的枝條或葉片掉落在濕潤的土壤表面后，能夠在傷口處快速再生不定根，頑強地生存下去。“受傷”是引發再生的原因，但是人們對傷口信號如何控制再生知之甚少。4月22日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所徐麟研究組在Nature Plants 雜志在線發表“Jasmonate-mediated wound signalling promotes plant regeneration”研究，揭示了植物再生的傷口信號轉導機制。

　　擬南芥離體葉片可以在傷口處自發再生不定根，是研究傷口信號轉導的有效再生體系。在傷口產生前，生長素合成通路重要基因ASA1的座位上被表觀因子SDG8進行組蛋白H3K36位點甲基化修飾，使ASA1處于“待命”狀態。傷口產生10分鐘內，葉片快速積累茉莉素，并在2小時內開啟“茉莉素-ERF109-ASA1”分子通路。ASA1被ERF109轉錄因子的快速激活依賴于組蛋白H3K36位點甲基化修飾。因此茉莉素作為一個脈沖式的傷口激素，通過一系列分子信號轉導促進了葉片中生長素的積累；而高濃度生長素可以促進傷口處干細胞命運轉變，形成根原基并發育成為不定根。茉莉素脈沖信號的關閉也很重要，過強的傷口信號會抑制根再生過程。產生傷口2小時后，茉莉素在離體葉片中消失，這導致JAZ蛋白積累并與ERF109蛋白形成復合體，抑制ERF109的轉錄因子活性，從而關閉了傷口信號轉導。

　　雖然傷口對植物體產生了致命的影響，但它同時也是激活再生的信號。植物再生的傷口信號轉導是新興領域，目前對其認識仍然有限。傷口的作用不僅可以促進離體葉片產生生長素，也起著對生長素流物理阻斷和影響再生干細胞重編程的功能。對傷口信號分子本質的研究將為植物再生技術（如扦插等）的改進提供線索。