近日，山东大学丁兆军教授团队在国际权威学术期刊pnas在线发表了一篇题为“dual regulations of cell cycle regulator dpa by auxin in arabidopsis root distal stem cell maintenance”的研究论文，该研究揭示了生长素如何通过dpa在转录和翻译后水平的双重调控来维持根尖远端干细胞稳态的分子机制。
根是植物从土壤中吸收水分和养分的重要器官，其生长发育高度依赖于由静止中心细胞及其周围干细胞组成的根尖干细胞微环境。生长素对根尖干细胞的维持起着关键作用，根尖干细胞稳态的维持需要一个最佳的生长素水平或生长素信号。以往的研究主要集中在植物根尖的最佳生长素水平或最佳生长素信号如何被精细调控的，生长素信号如何被解读以维持根尖干细胞微环境的稳态是该领域尚未解决的重要科学问题。
在这项研究中，研究人员发现细胞周期因子dpa是解读生长素信号维持根尖干细胞稳态的关键因子。一方面，生长素利用经典的生长素信号通路通过auxin response factor 7(arf7)和arf19正调控dpa的转录；另一方面，生长素通过激活mitogen-activated protein kinase 3 (mpk3)/mpk6激酶活性磷酸化并增强了dpa的蛋白稳定性（图1）。将mpk3/6磷酸化dpa识别的三个苏氨酸残基thr10、thr25和thr227突变为非磷酸化形式的丙氨酸（dpa3a），会导致其蛋白稳定性大大降低，影响了根尖远端干细胞的维持。本研究为揭示生长素如何通过dpa在转录和翻译后水平的双重调控来维持根尖远端干细胞的分子机制提供了新的见解，是植物干细胞领域的重要研究进展。
图1. dpa介导生长素信号维持根尖远端干细胞的稳态
山东大学博士研究生王俊霞为论文第一作者，山东大学丁兆军教授为论文通讯作者，山东大学田会玉副教授为论文共同通讯作者，福建农林大学徐通达教授团队也参与了该项研究。本研究得到了国家自然科学基金项目的资助。
该研究是丁兆军教授团队自2023年以来取得的又一重要突破性研究进展。该团队近期揭示了生长素通过bzr1调控植物下胚轴伸长的分子机制（yuet al.,science advances, 2023），阐明nac1转录因子协同根发育核心调控因子scr和shr调控根发育的新机制（xieet al.,molecular plant, 2023）。
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