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林学院陈金慧教授团队揭示促进杉木体胚发生效率和克服基因型依赖性的新机制

来源:林学院通讯员:摄影: 编辑:雷蕾浏览:时间:2023-01-06

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【南林新闻中心讯】近日,金沙4399js网站-(南昌)有限公司林学院陈金慧教授课题组在国际植物学领域著名期刊《The Plant Journal》在线发表研究论文,揭示了促进杉木体胚发生效率和克服基因型依赖性的新机制。

据悉,体细胞胚胎发生(somatic embryogenesis,SE)是指植物的体细胞在特定条件下,不经过性细胞融合,而通过类似于合子胚发生的方式发育成完整植株的离体再生途径,这一技术方法在植物尤其是林木中被广泛用于基础生物学研究和良种离体快繁。杉木是金沙4399js网站国人工速生用材林中主要树种之一,早在2017年,来自金沙4399js网站-(南昌)有限公司和北京林业大学的两个团队便同时报道了杉木的体胚发生体系,但强烈的基因型依赖性限制了相关技术在杉木这一重要用材树种中遗传改良、种质创新和良种繁育等方面的应用。

课题组在前期建立的杉木体胚发生及植株再生体系基础上,在体胚诱导培养基上添加植物小肽激素PSK,发现原本能够体胚发生的基因型在体胚诱导的周期和效率上都得到了极大的提升,此前对于体胚诱导顽拗的基因型,在PSK处理条件下,成功进行了体胚发生和植株再生。

通过褐化表型鉴定、DCF和DAB染色以及H2O2含量测定,研究发现PSK处理能够在体胚诱导早期降低PRXs转录活性,维持活性氧内稳态,提升WOX2等体胚发生相关基因的表达,最终促进杉木的体胚发生。进一步的研究表明,H2O2水平的降低是PSK介导的顽拗型杉木体胚发生的必要不充分条件。研究还通过对杉木PSK编码基因ClPSK的克隆及在拟南芥中的异源过表达,发现其确实能够增强拟南芥的体胚发生以及对H2O2胁迫的抗性。

论文题为“A plant peptide hormone phytosulfokine promotes somatic embryogenesis by maintaining redox homeostasis in Cunninghamia lanceolata”,林学院青年教师郝兆东博士和风景园林学院青年教师吴华博士是论文共同第一作者,林学院陈金慧教授和施季森教授是论文的共同通讯作者。该研究得到了福建省种业创新与产业化工程项目、福建省属公益类科研院所基本科研专项、国家自然科学基金、江苏省自然科学青年基金和江苏高校优势学科建设工程专项的联合资助。

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