新華社客戶端濟(jì)南8月25日電（蕭海川、李晨、王靜）山東農(nóng)業(yè)大學(xué)張憲省教授科研團(tuán)隊歷時近十年，首次揭示了調(diào)控植物莖端分生組織發(fā)育的三個關(guān)鍵因子相互作用模式。這一進(jìn)展對大田作物增產(chǎn)有積極意義，相關(guān)研究成果已被國際知名學(xué)術(shù)期刊《美國科學(xué)院院報》（PNAS）25日在線發(fā)表。

（張憲省教授科研團(tuán)隊研究成果在線發(fā)表截圖。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)供圖）

此次研究成果的對象為WUSCHEL（WUS）、SHOOTMERISTEMLESS（STM）和CLAVATA3（CLV3）三個關(guān)鍵因子。它們進(jìn)入研究視野已超過20年，國內(nèi)外研究者此前對WUS和STM蛋白調(diào)節(jié)CLV3轉(zhuǎn)錄和干細(xì)胞活性維持的關(guān)鍵作用有一定認(rèn)識，但對它們?nèi)绾蜗嗷プ饔靡哉{(diào)節(jié)干細(xì)胞命運的調(diào)控機(jī)制仍不十分清楚。

所謂植物干細(xì)胞，是一群具有自我更新能力并能夠不斷產(chǎn)生各種分化細(xì)胞的原始細(xì)胞，主要位于根尖和莖尖的分生組織以及形成層，在植物整個生命周期中保持其多能狀態(tài)，并控制著植物的生長和發(fā)育。植物莖端干細(xì)胞決定了莖、葉、花、果實等地上部分器官的分化和發(fā)育。

WUS蛋白是調(diào)控植物莖端干細(xì)胞的最關(guān)鍵調(diào)控因子。張憲省教授科研團(tuán)隊2011年開始篩選與WUS相互作用的直接互作蛋白，經(jīng)過多年摸索篩選出幾十個可能的蛋白因子，并從中鑒定到STM蛋白。團(tuán)隊隨后利用各種遺傳和生化試驗，證實了STM作為WUS互作蛋白起作用的機(jī)制。

（張憲省教授（右二）指導(dǎo)科研團(tuán)隊人員討論WUS標(biāo)記植株的莖端組織精細(xì)取材方法。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)供圖）

論文第一作者蘇英華教授說，團(tuán)隊研究證實了WUS蛋白能夠與STM直接相互作用形成異源二聚體，共同結(jié)合到CLV3的啟動子上。STM通過與WUS相互作用形成復(fù)合體，進(jìn)一步增強(qiáng)WUS與CLV3啟動子的結(jié)合強(qiáng)度，并激活其表達(dá)，從而增強(qiáng)莖端干細(xì)胞的活性。STM的表達(dá)還反過來依賴于WUS，WUS可保證STM發(fā)揮干細(xì)胞增效因子功能。

團(tuán)隊負(fù)責(zé)人張憲省教授表示，三個關(guān)鍵因子之間精細(xì)的相互作用模式對實現(xiàn)莖端分生組織內(nèi)干細(xì)胞的動態(tài)平衡具有特殊的意義。這為莖端干細(xì)胞的發(fā)育調(diào)控提供了一個新的理論，即多能性干細(xì)胞調(diào)控因子在莖端分生組織中形成一個調(diào)控干細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的精細(xì)調(diào)節(jié)單位。這為從分子水平解析植物干細(xì)胞復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制增添了新的內(nèi)容。

（莖端分生組織中WUS、STM、CLV3的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)供圖）

科研人員認(rèn)為，通過提高作物莖端干細(xì)胞激活因子的表達(dá)水平，能夠增加作物營養(yǎng)器官的分化和發(fā)育，形成更多的分枝、分化產(chǎn)生更多的籽粒。這對玉米、小麥等大田作物而言，有加速作物快繁、提高作物再生能力、提高作物產(chǎn)量等積極意義。（完）

[責(zé)任編輯：楊凡、崔中連]

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