2022年7月21日上午9：30，国家杰出青年基金获得者、广州大学二级教授孔凡江先生，国家优秀青年科学基金获得者、福建农林大学生命科学院院长秦源教授，国家级青年人才计划获得者、福建农林大学海峡联合研究院陈栩教授到实验室交流，并在林学院1118会议室作学术讲座。此次报告为林学院林家讲堂系列讲座，本场讲座分别由姜姜院长、叶亚进教授主持。

       讲座中孔凡江教授围绕“大豆驯化中开花的进化和选择机制”这个科学问题，介绍他在大豆光周期方面的研究。首先，利用大数据基因组学分析、生物信息学和经典正向遗传学相结合的方法，在不同维度中的大豆种质资源的挖掘出了与光周期适应性相关的位点，并进一步完善了这些大豆光周期基因间的分子调控网络，阐明了大豆适应高纬度生态环境的遗传基础；其次，在进化水平上揭示了大豆同源基因渐进式的分子进化机制，从而确认了光周期开花是作物核心的驯化性状。

       秦源教授以“植物雌配子体发育机制解析”为主题开展，强调生殖细胞的特化是有性生殖至关重要的过程。在大多数开花植物的胚珠中，只有一个 体细胞能特化形成大孢子母细胞（MMC），即雌性生殖细胞的前体细胞。2017年初秦源教授和陈雪梅院士合作研究揭示了THO蛋白复合体通过介导TAS3 ta-siRNA的产生，进而调节胚珠体细胞之间的信号交流，在保证一个胚珠中只有一个大孢子母细胞发生的重要作用（苏珍霞,赵丽华等2017，Current Biology）。她们再度合作，深入揭示了细胞色素P450基因KLU，通过调节染色质重塑复合物SWR1激活转录因子WRKY28特异的在MMC周围的体细胞表达，从而抑制这些细胞获得生殖细胞特性的分子机理；以拟南芥为模型，发现油菜素内酯（BR）的生物合成基因和信号转导基因在胚珠原基的孢子体细胞中积累，在表皮L1层细胞表达最高，但在大孢子母细胞中不表达。而大孢子母细胞的命运决定受到THO-ta-siRNA信号途径，染色质重塑复合物SWR1调节转录因子WRKY28，以及油菜素内酯（BR）信号途径等多方面的调控。

       陈栩教授本次报告题目是生长素协调大豆根瘤固氮的分子机制及应用，首先介绍PIN依赖性生长素运输调节大豆根瘤发育的机制。通过建立大豆根瘤发育的独特的细胞生物学体系，可视化的呈现了大豆根瘤的发生和发育过程不同阶段生长素的分布和浓度梯度的建立。结果表明，大豆根瘤发育过程中生长素的动态变化很可能决定了大豆根瘤的双向生长模式。进而，鉴定了特异在根瘤原基发生区域特异表达的GmPIN1成员。通过对根瘤发育过程中GmPIN1b在根瘤细胞中极性动态研究表明其参与定向生长素运输以促进根瘤原基形成。利用CRISPR-Cas9构建了Gmpin1abc三突，该突变体根瘤分生组织中生长素最大值的建立受损，导致根瘤原基细胞出现异常分裂和成串排列的类似根瘤原基的细胞。此外，GmPIN1过表达导致根瘤原基起始受抑制。证实GmPIN1介导的生长素梯度调控根瘤原基的发生。进一步分析发现，上游根瘤激发子类黄酮可触发中柱GmPIN1b向根皮层细胞扩展分布，细胞分裂素通过调控胞内GmPIN1b极性排列以快速促进生长素重定向运输，为根瘤原基起始发育提供有效途径。综上所述，该研究揭示了PIN依赖性生长素运输调节大豆根瘤发育的不同方面，并表明生长素梯度的建立是豆科植物和根瘤菌之间适当相互作用的先决条件。

       经过一上午的学习，相信同学们都能对大豆分子遗传学，基因组学以及发育生物学、植物生殖发育、植物根形态建成方面有了更加深刻的了解。讲座结束后，实验室成员与老师们合影留念。

                                                                                                                                                                                                 撰稿人：胡雪纯 曹芮