Plant Physiol | 王国栋/赵毓合作发现转录因子WOX14及其同源蛋白能够增强植物的再生能力

WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX (WOX)家族转录因子WOX14在CLAVATA3/EMBRYO SURROUNDING REGION-RELATED (CLE)多肽激素介导的植物维管系统发育中起着关键作用。

近日，陕西师范大学药用资源与天然药物化学教育部重点实验室王国栋教授和华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室、湖北洪山实验室赵毓教授课题组在Plant Physiology上联合发表了题为"WUS-RELATED HOMEOBOX 14 boosts de novo plant shoot regeneration"的研究论文。该研究揭示了拟南芥AtWOX14及其水稻中的同源因子OsWOX13可以显著地增强植物的再生能力。

植物的再生能力不仅仅是植物适应自然环境的重要能力，而且也是组织培养、扦插、嫁接等多项现代农业技术的生物学基础，对植物再生能力的研究将推动农业技术的不断革新。植物再生困难一直是遗传转化和基因编辑育种等现代农业技术应用的瓶颈。两个课题组前期分别揭示了水稻WOX11以及与WOX家族功能紧密相关的CLE多肽在植物再生上的功能 (Zhang et al. 2009; Zhou et al. 2017; Kang et al. 2022; Wang et al. 2022)。本研究中，研究者发现拟南芥AtWOX14能够通过影响愈伤组织细胞多能性增强不定芽的再生。为了确认AtWOX14提高植物再生能力的普遍性，它们进一步发现水稻中AtWOX14的同源蛋白OsWOX13也具有类似的功能 (图1)。

图1 在水稻中过表达AtWOX14/ OsWOX13都显著促进水稻芽再生

该研究发现AtWOX14及其在水稻中的同源蛋白OsWOX13是促进植物芽再生的潜在候选因子，将会在克服植物再生困难，提高再生效率方面具有广泛的应用价值。

陕西师范大学药用资源与天然药物化学教育部重点实验室已毕业硕士研究生王京和华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室、生命科学技术学院和湖北省洪山实验室博士研究生檀明芳为论文共同第一作者，王国栋教授和赵毓教授为文章通讯作者，湖北医药学院游磊、李琛和张勇洪博士也参加了本研究工作。本研究得到国家自然科学基金、陕西省杰出青年基金及陕西省自然科学基金重点项目的资助。

参考文献：

1.Zhao Y, Hu YF, Dai MQ, Huang LM, Zhou DX. 2009. The WUSCHEL-Related Homeobox gene WOX11 is required to activate shoot-borne crown root development in rice. The Plant Cell. 21: 736-748.

2. Zhou SL, Jiang W, Long F, Cheng SF, Yang WJ, Zhao Y, Zhou DX. 2017. Rice homeodomain protein WOX11 recruits a histone acetyltransferase complex to establish programs of cell proliferation of crown root meristem. The Plant Cell 29: 1088-1104.

3. Wang G, Zhang Y, Li C, Fletcher JC. 2022b. Signaling peptides direct the art of rebirth. Trends in Plant Science 27: 516-519.

4. Kang J, Wang X, Ishida T, Grienenberger E, Zheng Q, Wang J, Zhang Y, Chen W, Chen M, Song XF, Wu C, Hu Z, Jia L, Li C, Liu CM, Fletcher JC, Sawa S, Wang G. 2022. A group of CLE peptides regulates de novo shoot regeneration in Arabidopsis thaliana. New Phytologist 235: 2300-2312.

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad125