中国科学家在植物程序性细胞死亡领域取得重要成果

2018年6月30日，中科院遗传与发育研究所李家洋研究组和中国农科院作物所万建民研究组分别以拟南芥为材料揭示了苹果酸介导PCD发生的重要机制，解析了PCD过程中叶绿体和线粒体之间的信号传递途径，首次提出并证明了植物程序性细胞死亡过程中存在叶绿体-线粒体的信号传递途径，苹果酸在其中发挥关键作用，为设计高抗和高产作物起指导作用。李家洋等研究表明，苹果酸的增多会促进拟南芥PCD过程；而万建民等研究表明，苹果酸能防止穗顶部小花退化，抑制PCD过程。原因可能是：苹果酸在植物体内存在稳态，不同浓度的苹果酸对PCD的调控作用不同，苹果酸在植物不同生长时期或器官的作用有差异或其亚细胞定位有差异。李家洋等发现叶绿体合成的苹果酸转运至线粒体后调控ROS的产生以及PCD；万建民研究组发现质膜定位的苹果酸转运蛋白突变导致PCD，这可能是细胞质中苹果酸浓度改变导致的表型。上述两项研究解析了植物程序性细胞死亡过程中细胞器之间协同作用的分子机制，为后续研究奠定了重要基础，是调控PCD机制的重大突破。