山東農業大學李傳友團隊研究成果在國際頂尖學術期刊《細胞》在線發布

　　山東農業大學李傳友團隊研究成果在國際頂尖學術期刊《細胞》在線發布

　　中國科學家首次發現植物再生因子

　　泰安日報社·中華泰山網訊（記者 鄭凱 審核 聶艷艷）“植物受傷后如何啟動再生過程？”對于這一世紀性難題，中國科學家給出了創造性答案。山東農業大學李傳友團隊在植物再生機理研究中取得重大突破，首次鑒定到誘發植物再生的原初受傷信號分子——再生因子REF1，并系統揭示了REF1調控組織修復和器官再生的信號轉導網絡，同時證明了REF1在植物轉基因、基因編輯領域的巨大應用價值。5月22日，這一成果在國際頂尖學術期刊《細胞》在線發布。

　　中國科學院院士許智宏指出，植物如何識別損傷刺激并啟動組織修復和器官再生過程，是植物生命科學領域長期懸而未決的問題，植物再生因子的發現屬于這一領域的標志性成果。

　　自然界中，動植物均有著令人嘆服的自我修復能力。“植物有著動物所不可比擬的應對損傷的能力。面對損傷，植物一方面能快速激活防御反應，以避免病蟲侵害和傷口感染，另一方面能輕松自如地進行組織修復和器官再生，比如常見的扦插就是植物的再生。”山東農業大學鄧磊教授說。防御與再生的進行，機理何在？20世紀70年代，美國著名學者Clarence Ryan教授在番茄植物受傷反應研究中，發現了植物對機械損傷的系統性防御現象，并發現小肽信號系統素和植物激素茉莉酸通過共同的信號通路來調控植物的系統性防御反應。后來幾十年，科學家們對植物這種積極系統性防御信號轉導過程開展了大量研究，對其信號轉導機理有了深入認識。然而，人們對于植物損傷修復和器官再生的機理卻知之甚少。

　　1740年，人類首次發現了再生現象，但并未參透再生信號分子的化學本質。此外，植物的再生能力千差萬別，并且因基因型不同而異，這極大地制約著轉基因和基因編輯等突破性技術在生物育種中的巨大應用潛力。因此，《科學》雜志創刊125周年時提出的125個人類未知的重大科學問題中，“是什么調控器官再生？”被列為最重要的25個科學問題之一。李傳友團隊的研究創造性地回答了植物受傷后，如何啟動再生過程這一世紀難題，而且為生物育種實踐中提高作物遺傳轉化效率、打破基因型依賴提供了更便捷普適的方案。

　　團隊長期以番茄為研究對象，用遺傳學手段解析由系統素和茉莉酸共同調控的植物系統性防御信號通路，獲得了一系列系統素信號通路發生變化的番茄突變體。團隊從中鑒定到在防御和再生方面同時表現缺陷的突變體SPR9?；蚩寺〗Y果表明SPR9是一種小肽的前體蛋白，敲除SPR9使番茄喪失再生能力；過量表達SPR9，可顯著提高番茄的再生能力。此外，外施SPR9的小肽，可以顯著提高番茄再生能力。因此，研究團隊將該小肽命名為再生因子REF1。

　　研究同時鑒定了REF1以植物細胞因子的作用模式調控再生過程。在雙子葉植物和單子葉植物中，均能找到對應的REF1小肽及其受體。生物育種所用到的基因編輯工具的適用范圍取決于植物的再生能力，外施REF1可以將學界公認難以轉化的大豆、小麥和玉米等作物的再生能力提高6至9倍，遺傳轉化效率提高4至5倍，這就可以更好地發揮基因編輯工具在改良作物上的作用。

　　《細胞》是生命科學領域世界頂級學術期刊，與《自然》《科學》并列為全球三大頂尖學術期刊。團隊研究成果得到學術界高度評價，中國科學院院士種康說：“植物再生因子REF1的發現和利用，對我國用好基因編輯這把劍，打贏種業翻身仗、加快國家生物育種產業化步伐意義重大。”