近日，農學院曾范昌教授課題組在New Phytologist在線發表了題為“Organelle Ca2+/CAM1-SELTPconfers somatic cell embryogenic competence acquisition and transformation in plant regeneration”的研究論文報道了最新進展，該研究成果揭示了作物離體胚性分化與再生過程中，質體組裝蛋白SELTP及其互作因子CAM1協同調控胚性能力胞內起始和胞間傳遞誘導的分子機制，為作物無性生殖調控與高效細胞工程提供重要理論依據與技術支撐，在作物生物工程育種、無性快繁與人工種子、植物工廠等研究方面具有科學意義和應用價值。

體細胞胚性分化與植株再生是體細胞向胚胎發生途徑轉變的發育再建過程，是植物無性生殖的體外途徑和表現形式，是植物發育過程的獨特現象。離體胚性分化與無性生殖調控機理被認為是非常重要的科學謎題之一。同時這一生物過程又是作物細胞與基因工程、無性快繁、優異種質遺傳固定與變異篩選、人工種子的重要環節和基礎，是生物技術育種發展的制約因素和突出短板。在眾多作物的組織培養、細胞與基因工程等生物技術應用過程中，還無法從根本上高效精準地調節和控制體細胞胚性分化與植株再生過程，這在很大程度上限制了作物細胞與基因工程在未來生物育種上的應用。所以，在這一復雜而協調的過程中，離體細胞不同胚性分化命運和發育方向的精準調控模式亟待解析，其中離體組織內的細胞群是如何啟動分化和交流互動知之甚少，值得深入研究探索。

研究者以生物工程育種經典作物棉花為研究材料，系統解析了離體細胞胚性分化過程的兩個細胞事件：體細胞分化為胚性原細胞（細胞內事件）、胚性細胞與周圍非胚性細胞溝通交流（細胞間事件）。該研究證明了SELTP及其互作因子CAM1具有一致的質體-胞間連絲動態亞細胞定位模式和相反的功能效應，CAM1通過抑制SELTP從而觸發體細胞胚性能力的獲得。進一步揭示了細胞器（質體-胞間連絲）介導的Ca2+/CAM1-SELTP調控機制，質體相關的SELTP和CAM1協同作用，調控體細胞命運轉變與胚性起始，并隨后通過胞間連絲招募并向周圍非胚性細胞傳遞交流，誘導組織向胚性分化再生方向轉變。本研究為理解體細胞胚性能力獲得和植物再生的細胞調控路徑與分子機制提供了新的見解，為植物細胞工程提供了細胞器調控層面上的理論新依據，同時對促進作物生物工程與無性育種/繁育技術發展具有重要科學意義和應用價值。

圖1. 細胞器（質體與胞間連絲）介導的Ca2+/CAM1-SELTP

調控胚性胞內啟動與胞間傳遞誘導模型圖

郭慧慧、郭海霞、張莉為論文的并列第一作者，曾范昌教授為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金、山東省現代農業產業技術體系、中國科協的資助。

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波