网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Nature | 武汉大学孙蒙祥课题组揭示植物父本起源基因调控胚根干细胞发育的分子机制

0
分享至

责编 | 王一

受精作用通过精卵细胞融合汇集并整合了父母亲本遗传物质从而启动胚胎发生,产生新一代植物体。父母亲本基因如何调控受精以及受精后的胚胎发育和器官建成是发育生物学的基本科学问题,相关研究对解析植物发育调控机制、理解作物杂交育种分子机理至关重要,但迄今对此所知甚少。

2024年8月28号,武汉大学孙蒙祥教授课题组在Nature在线发表了题为“Sperm-Origin Paternal Effects on Root Stem Cell Niche Differentiation”的研究论文,揭示了植物父本起源基因调控胚根干细胞发育的分子机制。

与动物不同的是,植物的精、卵细胞深埋在母体组织中,很难开展相关研究工作。经过长期摸索,孙蒙祥课题组创建了一套独特的卵细胞分离技术,并结合单细胞测序技术,结合精细胞转录组;从中鉴定得到两个在精细胞中特异表达的转录抑制因子TREE1和DZA3。

图1:TREE1为父本起源基因

在该研究中,作者证实了TREE1和其同源基因DAZ3为父本起源基因。TREE1和DAZ3突变后,胚根原细胞发育命运发生改变,根干细胞龛分化异常。继而根发育异常和根重建能力降低。作者发现受精后TREE1和DAZ3结合到卵细胞特异表达的母本起源基因RKD2的启动子上,抑制其在早期胚胎中表达,以确保胚根原细胞正常分裂,以及根干细胞龛的发育命运正常确立。当TREE1和DAZ3突变后,RKD2在早期胚胎中的抑制被解除,胚根原细胞和根干细胞龛的命运随之发生改变。由此,揭示了一条在受精过程中雌雄配子在分子层面上的具体互作途径,并解析了该途径靶向调控胚胎具体器官形成的分子机制。

图2:TREE1和DAZ3的作用模型

该研究厘清了几个重要的科学问题:1. 证实TREE1和DAZ3仅在精细胞中,而不在胚根原和根中表达,却可以调控根的发育;揭示了胚后器官发生存在先天性调控机制。2. 揭示了受精作用的一个新的内涵,即通过受精作用引入特定的父本基因抑制卵细胞内的母本有害基因的表达,防止其对胚胎发育造成伤害,确保后代的正常发育。3. 精细胞的某种遗传缺陷可特异致使根的发育异常。揭示了尚未引起关注的配子质量在后代特定器官形成中的重要调控作用。

武汉大学生命科学学院博士后程天河为该论文第一作者,孙蒙祥教授为论文的通讯作者。武汉大学为唯一作者单位。该研究得到了国家自然科学基金重大项目,重点项目以及博士后面上项目的资助。

据悉,孙蒙祥教授课题组近来已在父母亲本起源基因功能研究领域取得一系列重要成果,先后在Nature杂志发表了题为“Fertilized egg cells secrete endopeptidases to avoid polytube”的研究论文,揭示了植物母本起源基因ECS1/2编码天冬氨酸蛋白酶防止多精入卵的机制 (Yu et al., Nature, 2021);在Nature plants杂志发表了题为“EGG CELL 1 contributes to egg-cell-dependent preferential fertilization in Arabidopsis”的研究论文,揭示了在双受精中,母本起源基因EC1是卵细胞优先于中央细胞受精的调控因子(Wang et al., Nature plants, 2023);在Molecular Plant杂志发表了题为“A female in vivo haploid-induction system via mutagenesis of egg cell-specific peptidases”的研究论文,证实母本起源基因ECS1/2的突变可作为母本诱导系创制单倍体育种材料 (Zhang et al., Molecular Plant, 2023);在PNAS杂志发表了题为“DMP8 and 9 regulate HAP2/GCS1 trafficking for the timely acquisition of sperm fusion competence”的研究论文,揭示了父本起源基因DMP8/9响应卵细胞信号,作为精细胞激活的一个指征,并促进精卵融合 (Wang et al., PNAS, 2022)等。这些工作无疑明显深化了对于受精作用与其调控机制的认识。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07885-0

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

/阅读下一篇/

Nature Plants | 西南大学罗克明/许长征研究组揭示生长素调控木材纤维细胞发育的新机制

返回网易首页 下载网易新闻客户端
相关推荐
热点推荐
在“发生关系”时,女人如果有下面3种动作,说明她不一点都不爱

在“发生关系”时,女人如果有下面3种动作,说明她不一点都不爱

第7情感
2025-02-25 15:21:26
纳达尔:阿尔瓦雷斯二次触球了 欧冠决赛若是国家德比会很轰动

纳达尔:阿尔瓦雷斯二次触球了 欧冠决赛若是国家德比会很轰动

直播吧
2025-03-21 23:10:10
FIFA官方:由于违反多俱乐部所有权规则,墨西超球队莱昂被移出新世俱杯阵容

FIFA官方:由于违反多俱乐部所有权规则,墨西超球队莱昂被移出新世俱杯阵容

雷速体育
2025-03-21 23:41:14
女大学生穿紧身衣坐地铁,吃撑了被误认成孕妇,网友:的确像少妇

女大学生穿紧身衣坐地铁,吃撑了被误认成孕妇,网友:的确像少妇

梅子的小情绪
2025-03-19 14:55:43
4男子盗走高压电塔变卖后获利53万元,5.1万网友神评论太搞笑啦

4男子盗走高压电塔变卖后获利53万元,5.1万网友神评论太搞笑啦

冬天来旅游
2025-03-21 01:02:56
考文垂当选之后 两位中国人荣升 IOC现任中国人显著特点随流新主

考文垂当选之后 两位中国人荣升 IOC现任中国人显著特点随流新主

郝小小看体育
2025-03-21 06:36:04
湖北大学失联女生遗体已找到,初步排除案件

湖北大学失联女生遗体已找到,初步排除案件

潇湘晨报
2025-03-21 09:25:06
英国外交部更新赴美旅行提示并发出警告:任何违反入境规定者都可能面临逮捕或拘留

英国外交部更新赴美旅行提示并发出警告:任何违反入境规定者都可能面临逮捕或拘留

财联社
2025-03-21 22:21:26
香港最牛“淫师”有多可怕?一技让女首富欲罢不能,15年砸钱32亿

香港最牛“淫师”有多可怕?一技让女首富欲罢不能,15年砸钱32亿

民间精选故事汇
2025-02-17 08:10:13
最高限额30万,最长期限7年!个人消费贷款迎重磅政策调整

最高限额30万,最长期限7年!个人消费贷款迎重磅政策调整

金融界
2025-03-21 14:34:10
离谱!林志玲再次发文悼念大S,她曾说过大S的婚姻,是她最羡慕的

离谱!林志玲再次发文悼念大S,她曾说过大S的婚姻,是她最羡慕的

扒星人
2025-03-20 09:58:00
周云杰评论区成大型许愿现场:胸针、卫生巾、海尔兄弟高清版……

周云杰评论区成大型许愿现场:胸针、卫生巾、海尔兄弟高清版……

户外钓鱼哥阿旱
2025-03-22 02:23:17
女篮最强混血球员,父亲是英国黑人

女篮最强混血球员,父亲是英国黑人

三哥搞笑侃球
2025-03-22 00:44:17
葡媒批马丁内斯:不能再让C罗踢满90分钟,此举等于宣布球队没未来

葡媒批马丁内斯:不能再让C罗踢满90分钟,此举等于宣布球队没未来

雷速体育
2025-03-21 09:25:10
两国可能合并,一旦成功将成为超级大国,或终结美国一家独大局面

两国可能合并,一旦成功将成为超级大国,或终结美国一家独大局面

史二了
2024-07-27 17:12:02
盗墓狱友自述:对盗墓者来说,看到这种情景,比遇到鬼更可怕

盗墓狱友自述:对盗墓者来说,看到这种情景,比遇到鬼更可怕

诡谲怪谈
2025-03-19 20:00:25
大反转!菲军逼近首都,万万没料到,最亲近的人背叛了小马科斯

大反转!菲军逼近首都,万万没料到,最亲近的人背叛了小马科斯

文雅笔墨
2025-03-21 16:23:48
别低估了广东“强力去湿汤”的厉害,连喝几天,整个人都舒畅了

别低估了广东“强力去湿汤”的厉害,连喝几天,整个人都舒畅了

今日养生之道
2025-03-21 12:37:18
网友:这个真喷不了!刚刚,刘强东朋友圈发声,看了后,很感动…

网友:这个真喷不了!刚刚,刘强东朋友圈发声,看了后,很感动…

明月杂谈
2025-03-21 17:59:25
80后国企“美女董事长”:掌管500亿资产,白天工作,晚上解扣子

80后国企“美女董事长”:掌管500亿资产,白天工作,晚上解扣子

文史旺旺旺
2025-03-11 12:38:29
2025-03-22 05:48:49
BioArt植物 incentive-icons
BioArt植物
植物科学领域最新研究进展
8344文章数 8671关注度
往期回顾 全部

科技要闻

揭秘!这四巨头如何吃掉AI芯片每一分钱?

头条要闻

退休6年的副部级"内鬼"被查 曾执掌证监会反腐工作5年

体育要闻

辞去“铁饭碗”,她成为创造历史的中国女车手

娱乐要闻

曝秦岚和魏大勋秘密同居,两人似夫妻

财经要闻

李嘉诚出售港口 中国反垄断法能管吗

汽车要闻

智驾升级还支持"隔空开门" 新款问界M9售46.98万起

态度原创

教育
健康
数码
公开课
军事航空

教育要闻

一道某一线城市重点中学,六年级小升初的招生考试真题,难倒一片

护龈工具大PK,冠军会花落谁家?

数码要闻

2025三星家电新品发布会举行 全系AI产品 SmartThings平台全面升级

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

军事要闻

五角大楼考虑对美军高层机构进行重大裁撤