已关注

关注

重播 分享 赞

关闭

观看更多

更多

退出全屏

视频加载失败，请刷新页面再试

刷新

视频详情

北京时间2025年5月6日，国际知名学术期刊《自然—通讯》在线发表了山东农业大学生命科学学院张宪省、苏英华教授团队的最新研究成果。该研究揭示了在植物体细胞重编程过程中，表观遗传修饰通过精细调控细胞全能性基因的表达，进而促进体细胞胚胎发生的分子机制，为作物遗传改良提供了新思路，为提升作物遗传转化效率提供了重要技术支撑。团队还成功构建高效的体细胞胚胎发生系统，填补了植物再生领域“染色质重塑”的理论空白，为植物再生机制研究开辟了可操控性更强的新模型体系。

较动物细胞而言，植物细胞具有显著的发育可塑性，它们无需受精就能发育成胚胎，这种现象被称为“体细胞胚胎发生”。植物细胞还有着独特的“再生”能力，例如，花瓣等任意一种植物体细胞在经历重编程过程后，能够回归到原始的干细胞状态，并进一步进入“体细胞胚胎发生”阶段，最终再生为一株完整的植株。这一“再生”现象在杂交育种、脱毒培养等农业生产中具有重要应用价值。而植物体细胞重编程过程中，植物体细胞从“普通细胞”再生为“全能性胚胎”的秘密一直未被完全揭露。

据论文共同第一作者唐丽苹副教授介绍，目前多数植物无法自发形成体细胞胚胎，通常需依赖外源激素或特定转录因子的诱导。已有研究表明，全能性调控转录因子LEAFY COTYLEDON 2（LEC2）可绕过外源激素直接启动胚胎发生。那LEC2是如何激发已分化体细胞的原始干细胞活性的呢？

DRM2/RdDM通路对于LEC2诱导的体细胞胚胎发生至关重要

张宪省、苏英华教授团队长期致力于植物全能性细胞发生及其调控机制的研究。“LEC2像一把‘钥匙’，不仅能直接激活关键基因的表达，还可以通过表观遗传修饰‘撬开’染色质结构，为其他调控因子的高效作用创造条件。这种双重机制确保了细胞命运转变的精确性。”论文通讯作者苏英华教授介绍道，团队成果揭示了转录因子LEC2通过调控DNA甲基化和染色质重塑，驱动体细胞胚胎发生的分子机制。

团队研究发现，在LEC2诱导的体细胞胚胎发生过程中，LEC2通过RNA介导的DNA甲基化（RdDM）途径在DNA上打满CHH型甲基化标记，DNA甲基化识别复合物SUVH-SDJ识别标记，并招募AHL染色质修饰蛋白，增加染色质开放程度，让基因开关得以暴露。同时，识别复合物与LEC2相互作用，形成正反馈调控通路，进一步激活全能性调控基因，促进体细胞胚胎的形成。

CHH高甲基化通过SUVH-SDJ-AHL复合物介导LEC2诱导的体细胞胚胎发生

杂志评审专家认为，该研究突破了传统合子胚胎研究体系的技术瓶颈，将推动学术界重新审视表观遗传修饰在细胞命运重置中的主导作用，为发育生物学提供新视角。

苏英华教授指导学生实验

苏英华教授表示，团队将深入探索作物再生的分子基础和调控机制，为农业生物技术的发展提供坚实的理论支撑，同时通过干细胞活性调控研究，助力小麦、大豆等作物的精准分子设计育种水平，提高作物产量，为保障国家粮食安全提供更多科技助力。

本研究山东农业大学为唯一通讯单位，生命科学学院苏英华教授为通讯作者。博士后彭静、博士研究生张旗和唐丽苹副教授为该论文的共同第一作者。张宪省教授和弗莱堡大学Thomas Laux教授参与了课题指导工作。该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-59335-8

苏英华教授及团队介绍

苏英华，山东农业大学生命科学学院副院长，二级教授，博士生导师，国家级重点人才工程人选、山东省泰山学者特聘专家、山东省高等学校教学名师，获得教育部霍英东基金会“全国高等院校青年教师奖”、“山东省五一劳动奖章”称号、山东省青年科技奖，主持国家自然基金7项、山东省杰出青年科学基金，并作为主要承担人参与多项国家级重大研究课题。全国高校黄大年式教师团队核心成员（第二位）。兼任中国植物学会细胞生物学专委会副主任、中国植物生理与分子生物学学会细胞与发育生物学专业委员会委员兼秘书长、山东遗传学会副秘书长等。在植物全能性干细胞的诱导及多能性干细胞形成和维持的机理研究领域进行了长期系统深入的研究，成果在国际上该领域内产生了重要反响，引起学术界的高度重视。以第一或通讯作者在Nature Communications、PNAS、Plant Cell、Molecular Plant等国际主流高水平学术期刊上发表论文32篇，总引用次数1384次，单篇最高引用次数400次，单篇最高影响因子21.4。获国际发明专利1项、国家发明专利4项。研究成果于2012年（第三位）和2020年（第四位）两次获山东省自然科学奖一等奖。作为带头人主持建设山东省高等学校优秀青年创新团队。主编教材《简明分子生物学教程》，参编教材2部。制作的《分子生物学》课程多媒体课件获得“全国多媒体课件大赛”二等奖、“山东省多媒体教育软件竞赛”一等奖，两次获得“山东省高校青年教师讲课比赛”三等奖。获得学校“教学质量奖一等奖”。先后荣获山东农业大学“最美教师”“教学先锋先进个人”“青年岗位能手标兵”“巾帼建功先进个人”等荣誉称号。

植物细胞全能性研究团队现有教授2名，副教授4名，博士后2人，团队成员发表论文60余篇，主持国家及省部级项目20余项，指导博士、硕士研究生67名，在植物干细胞领域形成了一支具有国际竞争力的高水平研究团队。

来源：党委宣传部（新闻中心） 生命科学学院

记者：赵秀明通讯员：唐丽苹

视频：卢丽静

编辑：郭海涵审校：胡学俭 李涛 张钦龙 王琪 赵然

山东农业大学融媒体中心出品

原创文章转载请联系后台投稿信箱：sdaurm@163.com

往期推荐