摘要：近日，山东农业大学生命科学学院熊峰教授联合德国弗莱堡大学Thomas Laux教授团队在国际著名学术期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表了题为“Integration of basal and apical embryo lineage regulat

近日，山东农业大学生命科学学院熊峰教授联合德国弗莱堡大学Thomas Laux教授团队在国际著名学术期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表了题为“Integration of basal and apical embryo lineage regulators controls F-actin cable integrity and zygote asymmetry in Arabidopsis”的研究论文，揭示了WRKY2-WOX2转录模块调控合子非对称分裂的分子机制。

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“一粒种子，改变世界”，在种子发育过程中，合子的生长与分裂是植物胚胎发育的首要事件。

在植物有性生殖过程中，精细胞与卵细胞融合形成的受精卵又被称为合子。合子的形成代表着一个新生命的诞生。在模式植物拟南芥中，合子形成之后会快速伸长，伴随着一次不对称分裂（细胞分裂位于合子顶端，而非合子中间），形成一个较小的顶端细胞和一个较大的基底细胞。顶端细胞随后发育成胚胎的主体，而基底细胞则发育成为胚柄。

合子分裂的异常会直接导致胚胎的发育缺陷，因此对合子分裂调控机制的研究具有重要的科学意义。转录因子WRKY2是合子分裂过程中的核心调控因子，WRKY2的突变会导致合子分裂异常（由不对称分裂变为对称分裂，即细胞分裂板由合子顶端变为细胞中部），产生两个体积大小相似的细胞，进而影响随后的胚胎发育。但长期以来，人们对WRKY2调控合子发育的分子机制研究仍不明确。

拟南芥的胚胎发育

熊峰表示，团队长期致力于植物胚胎发育的基础研究，在这项最新的工作中，团队成员通过遗传学、分子生物学、细胞生物学等研究手段发现WOX2的突变可以完全抑制wrky2突变体合子的不正常分裂，说明WOX2是WRKY2下游的核心基因。进一步的研究显示WRKY2可以通过抑制WOX2的表达进而调控合子的分裂过程。该研究为阐明合子分裂的分子调控机制提供了重要信息，为深入理解合子发育提供了重要参考。

这些研究成果不仅对于探索植物信号传导网络在种子形成、细胞命运决定和形态建成等基础植物生物学领域具有重要意义，而且为未来的植物性状改良和细胞遗传工程提供了潜在的靶点，为农业生物技术的发展开辟了新的可能性。

熊峰教授

生命科学学院教授熊峰为该论文的第一作者兼并列通讯作者，德国弗莱堡大学Thomas Laux教授为通讯作者，德国弗莱堡大学张忠娟博士，龚雯博士（现雷根斯堡大学博士后），Marita Hermann，Deniz Tiambeng Bak博士及Frauke Garbsch博士也为本研究做出了重要贡献。该研究得到了德国科学基金会（DFG），国家自然科学基金（NSFC）及山东省泰山学者工程的资助。

据了解，《美国科学院院报》（PNAS）是与Nature、Science、Cell齐名，被引用次数最多的综合学科文献之一，是美国国家科学院（NAS）的官方期刊，广泛涉及生物、物理和社会科学，是高影响力原创性研究的权威来源。自1914年创刊至今，PNAS提供具有高水平的前沿研究报告、学术评论、学科回顾及前瞻、学术论文以及美国国家科学学会学术动态的报道和出版。

论文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2402720122

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来源：科学每日一说