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焦雨铃|茎尖分生组织与侧生器官间协调互作最新综述

来源：花匠小妙招时间：2025-09-23 15:16

经过近30年的分子遗传学研究，人们对植物各个器官的生长发育有了逐步深入的认识，但各个器官之间如何协调仍旧知之甚少，这是发育生物学研究的经典问题，也是当前研究的难点。传统的分子遗传学能够有效发现调控特定组织或器官发育过程的重要因子——找到“零件”。而拆散的“零件”如何组装在一起，协同运转，形成组织、器官？组织和器官间的协调涉及多个运转“模块”间的耦合，这又是如何实现的......？回答这些问题需要新的研究思路。

近日，中国科学院遗传与发育生物学研究所焦雨铃研究员团队在期刊aBIOTECH在线发表文章“Interplay between the shoot apical meristem and lateral organs”，综述了茎尖分生组织与侧生器官间的协调互作最新研究进展。

文章首先介绍了茎尖分生组织所形成的侧生器官间的互作。叶原基、花原基都以一定的规则在茎尖分生组织周围产生，其形成顺序称为叶序和花序。新原基的形成位置依赖于已有原基，生长素在其中发挥了关键性的作用。生长素外运蛋白 PIN1 汇聚生长素形成高点，生长素的高点处形成原基。一系列实验与数学模拟表明，已有原基周边无法产生生长素高点，从而使新的生长素高点形成于远离已有原基的区域，从而决定了叶序与花序的形成。

茎尖分生组织不仅能够产生叶原基，还影响了叶原基的形态发育。经典的显微手术实验发现切断茎尖与叶片原基间的表皮层导致叶片无法扁平化发育。切断叶片原基与两侧原基间的表皮联系同样阻碍叶片扁平化发育。这说明存在器官间的信号，指导叶片扁平化发育。最近的研究发现 PIN1 介导的生长素运输在其中同样扮演了重要角色。生长素的运输使叶原基内部呈现生长素的不均匀分布，中间区生长素汇集，而靠近茎尖的区域生长素含量较低。中间区的高生长素激活促进细胞分裂的 WOX 基因表达，使叶片扁平化展开。前述切割导致生长素的运输模式和分布变化，影响了扁平化的建立。

最后，文章综述了侧生器官对茎尖分生组织中干细胞的稳态调控。侧生器官来自与茎尖干细胞，同时也会抑制茎尖干细胞的活性。新近的研究发现生长素的运输介导了这个反馈抑制。不同于前述的表皮生长素运输，此时起作用的是内部细胞间的生长素运输。实验和数学模拟表明侧生器官和茎尖分生组织通过竞争抑制生长素的外运来平衡茎尖的生长素含量，进而影响茎尖干细胞活性。另一方面，侧生器官能够分泌 CLE 类小肽，扩散到茎尖来抑制茎尖的干细胞活性。两条平行通路共同介导了侧生器官对茎尖干细胞的抑制作用。

Cite this article as:

Guan, C., Jiao, Y. Interplay between the shoot apical meristem and lateral organs. aBIOTECH (2020). https://doi.org/10.1007/s42994-020-00021-2

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所属分类：花卉