实验室李付广研究员团队揭示棉花体细胞多能性获得的调控机制

作者：棉花生物育种与综合利用全国重点实验室 日期：2023-07-14 访问量：

实验室李付广团队揭示了GhRCD1通过调节GhMYC3-GhMYB44-GhLBD18转录级联通路调控棉花体细胞多能性获得的分子机制，为研究细胞全能性和多能性的决定因素以及加速棉花基因工程研究进程提供了新思路。相关研究结果以“GhRCD1 regulates cotton somatic embryogenesis by modulating the GhMYC3-GhMYB44-GhLBD18 transcriptional cascade”为题发表在生物学1区Top期刊《New Phytologist》（IF="10.323）上。

由于细胞的全能性，植物具有显著的再生特性，实现由单个细胞或细胞群发育成整个植株。体细胞胚胎发生作为最重要的再生模式之一，是一个不经过配子融合的由体细胞分化发育成植株的过程，是研究细胞多能性获得的理想模型。目前体细胞胚胎发生技术广泛应用于种质保存、人工制种、单倍体育种、无性繁殖，以及作为植物生物技术研究领域的平台工具。因此，探究体细胞胚胎发生过程中体细胞多能性获得的精细调控机制至关重要。

该研究证明GhMYC3通过直接结合 GhMYB44 和 GhLBD18 启动子中的G-box元件调节其表达，继而维持体细胞胚胎发生过程中细胞多能性状态。此外，GhRCD1与GhMYC3拮抗性相互作用，通过抑制GhMYC3的转录活性调控棉花体细胞胚胎发生的进程。有趣的是， GhRCD1 、 GhMYC3 、 GhMYB44 和 GhLBD18 在愈伤组织诱导、愈伤组织增殖和胚性细胞获得过程中呈现出时序表达模式，并且调节体细胞胚胎发生过程中ROS的动态积累，表明 GhRCD1-GhMYC3-GhMYB44-GhLBD18组成的转录级联模块可时序性调节细胞内ROS的积累，继而影响体细胞胚胎发生过程中细胞的命运。

郑州大学与中棉所联合培养博士袁佳辰，郑州大学农学院硕士刘醒醒，中棉所博士后、曲阜师范大学赵航副教授，中棉所王晔副研究员，河南师范大学博士魏喜为该论文共同第一作者，中棉所李付广研究员、葛晓阳研究员为该论文共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。

Doi：10.1111/nph.19120

GhRCD1-GhMYC3-GhMYB44-GhLBD18调控体细胞多能性