植物学报 ›› 2024, Vol. 59 ›› Issue (3): 347-350.DOI: 10.11983/CBB24070

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从损伤到重生——REF1小肽如何激发植物的内在再生潜能

廖人玉1,2,3, 王佳伟1,2,3,*()   

  1. 1中国科学院分子植物科学卓越创新中心, 上海 200032
    2中国科学院大学, 北京 101408
    3新基石科学实验室, 上海 200032
  • 收稿日期:2024-05-06 接受日期:2024-05-13 出版日期:2024-05-01 发布日期:2024-05-22
  • 通讯作者: 王佳伟, 中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员, 新基石研究员, 博士生导师。曾获腾讯科学探索奖、谈家桢生命科学创新奖、中国青年科技奖及国家杰出青年基金, 入选科技部中青年科技领军人才, 国家科技创新领军人才, 科睿唯安“高被引科学家”(2021-2023年)。主要从事植物发育生物学研究, 在植物年龄与再生领域开展系统性研究。以通讯作者身份在Cell、Science、Dev Cell、Nature Plants等国际主流期刊上发表研究论文30余篇。目前其研究团队以一年生草本植物拟南芥和十字花科多年生草本植物为模式, 利用遗传学、反向遗传学和多组学技术, 解析植物年龄不可逆的分子机理、植物生活史策略的演化、多年生植物干细胞长久维持及植物再生的分子机制。E-mail: jwwang@sippe.ac.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金委基础科学中心项目(32388210);中国科学院B类先导专项(XDB0630201);新基石研究员项目

From Wound to Rebirth: How does REF1 Peptide Activate Intrinsic Regenerative Potential of Plants?

Ren-Yu Liao1,2,3, Jia-Wei Wang1,2,3,*()   

  1. 1CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences, Shanghai 200032, China
    2University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 101408, China
    3New Cornerstone Science Laboratory, Shanghai 200032, China
  • Received:2024-05-06 Accepted:2024-05-13 Online:2024-05-01 Published:2024-05-22
  • Contact: E-mail: jwwang@sippe.ac.cn

摘要: 多细胞生物常因暴露在各种生物和非生物胁迫下而导致器官损伤或缺失。植物因固着性而演化出强大的再生能力以适应环境。尽管细胞损伤是植物组织修复和器官再生的原初物理诱因, 然而引发再生反应局部伤口信号的化学本质及其调控再生机制一直是科学界的难解之谜。最近一项研究发现1个调控植物局部伤口响应与再生能力的小肽REF1。研究表明, REF1与其受体PORK1通过植物损伤响应及细胞重编程关键转录因子WIND1促进植物再生。尤为重要的是, 外源施加REF1小肽可不同程度地提高几种作物的再生效率。这一发现不仅为理解植物损伤响应和再生的分子机制打开了全新视角, 而且为提高作物的再生能力和遗传转化效率提供了潜在的应用策略。

关键词: REF1 (REGENERATION FACTOR1), 植物诱导肽(Pep), 番茄, 损伤响应, 损伤信号, 再生, 再生因子, 系统素

Abstract: Living organisms are often exposed to a wide range of biotic and abiotic stresses that cause severe wounding, leading to partial or complete organ loss. Being sessile, plants have evolved powerful regenerative capabilities to adapt to the environment. Wounding is a prerequisite for plant regeneration, the local wound signals that trigger regenerative responses remained unknown for centuries. A recent study has identified a small peptide, REF1, that regulates local wound responses and regeneration capabilities in plants. The study found that REF1 and its receptor PORK1 can promote plant regeneration by activating WIND1, a master regulator of wound-induced cellular reprogramming in plants. Crucially, exogenous application of the REF1 peptide can improve the regeneration efficiency of several crops to varying degrees. This discovery not only provides a new perspective on the molecular mechanisms of plant injury responses and regene- ration, but also offers potential application strategies for enhancing the regenerative capacity and transformation efficiency of crops.

Key words: REGENERATION FACTOR1 (REF1), plant elicitor peptide (Pep), tomato, wound responses, wound signal, regeneration, regeneration factor, systemin