植物根系构型变化“指挥官”现身

同一植物，环境不同，其根系构型（根系结构及空间造型）可随之变化，但谁在主导这种“随机应变”？在学术界，这一问题尚未定论。近日，山东农业大学李传友、陈谦科研团队发现了主导植物根系构型变化的“指挥官”，揭示了根系可塑性发育过程中根尖干细胞不对称分裂的分子机理，为作物优质抗逆育种提供了坚实的理论基础。这项成果近日刊登在《美国科学院院报》和《植物生理》上。

根是植物最重要的营养器官。前期研究发现，同一基因型的植物在不同环境条件下，根系构型可以发生巨大变化。这其中，根尖干细胞通过持续、协调的分裂、分化程序，形成根尖分生组织和根冠组织，成为根系可塑性中至关重要的因素。多年来，对植物的根进行改良性塑造，提高其适应不良环境的能力以及对土壤养分的资源利用率，增强其对病虫害等抗性，是研究人员的梦想。

李传友、陈谦团队发现，转录中介体调控根系径向发育进程，转录延伸因子调控干细胞生理活性。在进化上高度保守的转录中介体亚基MED31通过控制根尖干细胞功能，维持核心转录因子SHR-SCR介导的时空特异性转录输出，从而调控干细胞的不对称分裂。这一研究成果揭示了转录中介体在“沟通”转录因子和通用转录机器中的作用方式。转录延伸因子复合体通过根尖干细胞核心转录因子SHR，调控干细胞生理活性。它通过整合外部环境信号和内部发育信号，调整根系生长发育进程，从而适应外部环境的变化，在植物生长发育和抵御逆境胁迫过程中发挥重要作用。