中國科學家在植物程序性細胞死亡領域取得重要成果

2018年6月30日，中科院遺傳與發育研究所李家洋研究組和中國農科院作物所萬建民研究組分別以擬南芥為材料揭示了蘋果酸介導PCD發生的重要機制，解析了PCD過程中葉綠體和線粒體之間的信號傳遞途徑，首次提出并證明了植物程序性細胞死亡過程中存在葉綠體-線粒體的信號傳遞途徑，蘋果酸在其中發揮關鍵作用，為設計高抗和高產作物起指導作用。李家洋等研究表明，蘋果酸的增多會促進擬南芥PCD過程；而萬建民等研究表明，蘋果酸能防止穗頂部小花退化，抑制PCD過程。原因可能是：蘋果酸在植物體內存在穩態，不同濃度的蘋果酸對PCD的調控作用不同，蘋果酸在植物不同生長時期或器官的作用有差異或其亞細胞定位有差異。李家洋等發現葉綠體合成的蘋果酸轉運至線粒體后調控ROS的產生以及PCD；萬建民研究組發現質膜定位的蘋果酸轉運蛋白突變導致PCD，這可能是細胞質中蘋果酸濃度改變導致的表型。上述兩項研究解析了植物程序性細胞死亡過程中細胞器之間協同作用的分子機制，為后續研究奠定了重要基礎，是調控PCD機制的重大突破。