2024年3月25号，西南地区特色林木种质改良与资源综合利用团队（以下简称团队）在第二教学楼B203举行2023-2024学年第二学期第2次组会，团队老师及全体研究生参加。
在本次组会文献分享中，张晓琳以“Transcription factors WOX11 and LBD16 function with histone demethylase JMJ706 to control crown root development in rice”为题，讲述了WOX11-JMJ706-LBD16模块调控水稻冠根发育的反馈机制。通过遗传学、生物化学和细胞生物学方法联合分析发现，植物特有的转录因子LBD家族蛋白LBD16是水稻冠根发育调控的变阻器。在水稻冠根发育过程中WOX11能够招募组蛋白H3K9去甲基化酶JMJ706，去除其下游靶基因LBD16上的H3K9me2修饰，从而激活LBD16的表达。进一步研究发现，当冠根原基中LBD16被激活表达后处于高丰度时，LBD16就会竞争掉JMJ706而与WOX11相互作用，使其基因座上的H3K9me2增加，导致WOX11对LBD16的激活作用被解除，LBD16蛋白相应地减少；随着冠根原基中LBD16的减少，此时JMJ706与WOX11相互作用就逐渐加强，再一次促进了WOX11对LBD16激活。在水稻冠根的生长过程中WOX11-JMJ706-LBD16形成了一个动态的反馈调节机制，让LBD16始终维持在适当的表达水平，以保证水稻冠根正常生长。综上，该研究揭示了水稻冠根发育调控的动态反馈机制，为水稻根系改良分子育种提供了新的靶点和思路。同时也为理解水稻冠根发育的调控机制提供了新的视角。
成思丽以“Cotton GhBRC1 regulates branching, flowering, and growth by integrating multiple hormone pathways”为题，讲述了GhBRC1在棉花中的作用。本研究通过亚细胞和转录活性的研究表明，GhBRC1具有典型的转录因子特征。基因表达分析表明，GhBRC1在腋芽中高表达，但在两种分枝类型中表现出不同的表达模式。GhBRC1在拟南芥中过表达可显著抑制枝数，促进开花，在棉花中沉默GhBRC1显著促进了幼苗生长。GhBRC1受包括SL在内的多种激素诱导，可促进过表达GhBRC1的拟南芥幼苗生长和种子萌发。对病毒诱导的基因沉默处理棉花的RNA-seq分析显示，大量基因在GhBRC1沉默植株和对照植株之间存在差异表达，这些基因在植物激素信号通路中显著富集。该研究表明，GhBRC1通过多种调控途径调控植物的分支和开花，特别是调节植物激素的途径，其功能与拟南芥BRC1部分不同。这些结果为棉花植株构型的分子调控机制的研究提供了新的思路，对培育理想的棉花植株构型和高产棉花具有重要意义。
苏鑫以为“Physiology, gene expression, and epiphenotype of two Dianthus broteri polyploid cytotypes under temperature stress”为题，分享了两种倍性细胞型瞿麦(Dianthus broteri)(4×和12×)对短期极端温度事件(42/28°C和9/5°C)的生理反应、基因表达和表观表型。与4x相比，12x细胞型的应激反应基因(SWEET1、PP2C16、Al5L3和ATHB7)表达更高，气体交换增强。在高温胁迫下，这两种倍体的生理性能都受到严重损害，基因表达发生改变，胞嘧啶甲基化减少。然而，12x细胞型在下调PP2C16表达的同时表现出显著的生理耐受性(通过更大的光化学完整性和可能增强的水储存来维持气体交换和水状态)。相反，4 × D. broteri虽然优先保持水分，但对热胁迫敏感，表现出非气孔光合限制和不可逆光化学损伤的迹象。该细胞型在高温下也表现出基因特异性表达模式。这些发现揭示了多倍体不同的胁迫反应策略和生理抗性，突出了多倍体对植物功能的广泛影响。
常健红以“miR397b-LAC2 module regulates cadmium stress response by coordinating root lignification and copper homeostasis in Arabidopsis thaliana” 为题，讲述了mir397b通过提高根组织木质素含量，来抵御Cd胁迫，揭示了mir397b介导的Cd胁迫响应的基本机制。文中表示作者培育出miR397b过表达的植物，这些植物表现出相当强的Cd抗性。而且具有LAC2敲低功能的植株对Cd胁迫也表现出显著的耐受性。miR397b过表达和lac2突变体植株虽然使根系减少，但生物量和叶绿素含量增加，活性氧(ROS)显著降低，一定程度上维持了Cu的稳态。该研究证实了mir397b介导的Cd胁迫通过提高根组织木质素含量对拟南芥的响应。结果表明miR397b-lac2模块可以潜在地用于改善植物的Cd耐受性和Cu稳态。
(成思丽 供稿)