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打破校史:貴州師范大學首次以第一單位在Cell發(fā)文! |
http://www.telavivconventioncenter.com 2025年9月4日 來源:貴州師范大學 |
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近日,孫蒙祥教授領導的武漢大學赴貴州師范大學幫扶團專家團隊與湖北大學有關團隊合作在國際頂級學術期刊《Cell》在線發(fā)表研究論文“Reprogramming of microspore fate via BBM-BAR1 for highly efficient in vivo haploid induction”。這是貴州師范大學首次以第一完成單位在CNS(即Cell、Nature、Science全世界最權威的學術雜志)上發(fā)表的重大研究成果,取得了歷史性突破。
該研究揭示了小孢子命運重編程的關鍵分子機制,并基于該機制,進而建立了一個無需脅迫處理即可在體內高效誘導單倍體的新技術,在解析細胞命運調控機制和單倍體育種技術領域取得了重要突破。自20世紀60年代以來,育種學家致力于利用脅迫處理(如高溫、營養(yǎng)饑餓等)誘導植物小孢子(未成熟花粉)轉變發(fā)育命運,從配子體途徑重編程為胚胎發(fā)生通路,從而獲得單倍體植株。該策略可顯著加快作物自交系制備和品種改良進程,已應用于油菜、煙草、小麥等作物。但傳統(tǒng)方法必須經過特定的脅迫處理,存在基因型依賴性強、誘導效率低等問題,難以實現大規(guī)模推廣應用。其脅迫處理如何改變了細胞命運,其重編程的分子機制如何,長期以來困擾著幾代科學家,迄今仍知之甚少,成為制約該領域發(fā)展的“卡脖子”難題。
研究發(fā)現,在傳統(tǒng)脅迫處理下,小孢子中會特異性誘導表達轉錄因子 BABY BOOM(BBM)。進一步實驗表明,僅在煙草和水稻小孢子中異位表達 BBM 即可在無脅迫條件下誘導其命運轉變和胚胎發(fā)生,說明 BBM 是脅迫誘導重編程中的關鍵調控因子。進一步研究鑒定出一個新的BBM下游作用因子BAR1(BBM-activated Androgenesis Regulator 1),其表達同樣可獨立啟動小孢子的胚胎化進程,發(fā)揮與 BBM 類似的細胞命運重編程激活功能。
該研究提出并驗證了一個保守的BBM-BAR1調控模塊,可直接驅動小孢子由配子體發(fā)育途徑轉向胚胎發(fā)生途徑,從而打破了傳統(tǒng)體系中對脅迫處理的依賴。該機制不僅拓展了對植物細胞命運可塑性的基礎認知,也為構建高效率、低依賴性、跨物種通用的單倍體誘導技術體系提供了理論支撐和實踐路徑,在未來作物育種,尤其是雜種優(yōu)勢固定與種質創(chuàng)新中,具有廣泛應用前景。
武漢大學赴貴州師范大學幫扶團孫蒙祥教授和湖北大學生命科學學院羅盼副教授為該論文共同通訊作者,貴州師范大學特聘研究員,武漢大學博士后史冊博士為第一作者。武漢大學博士研究生趙子賦、鐘意誠,湖北大學湯行春教授、黃嵐杰老師,碩士研究生喬瀅、張來、楊凡、李思源、李露露參與了研究。華南農業(yè)大學劉耀光院士、北京大學秦跟基教授、貴州省畢節(jié)市農科院吳憲志、吳美玲、宋志豪,山東農業(yè)大學熊峰教授,以及湖北大學呂世友教授在研究過程中提供了重要支持。研究工作得到了貴州省學科建設專項經費、國家自然科學基金和“博新計劃”等資助。
近年來,貴州師范大學堅持“主業(yè)+特色”的發(fā)展路徑,持續(xù)深化教育科技人才一體化改革,大力引進和培育高水平人才隊伍,不斷提高科研創(chuàng)新能力。在人才強校戰(zhàn)略的支撐下,學?蒲兴綄崿F跨越式發(fā)展。
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