综述：激素建筑师：植物甔醇塑造分生组织

《Current Opinion in Plant Biology》：Hormonal architects: Plant steroids shape meristems

　　

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  黄质体素信号传导和合成在分生组织中维持在低水平。
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  黄质体素活性在细胞周期中波动，并在G1期达到峰值。
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  黄质体素信号传导和生物合成在有丝分裂后的细胞中同时恢复。
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  空间调控的黄质体素活性对正常的分生组织发育至关重要。

引言

植物生长依赖于位于根和茎远端、能够自我更新并持续分裂的分生细胞，即根尖分生组织（RAM）和茎尖分生组织（SAM）[1]。这些主要分生组织作为干细胞生态位，容纳着活跃的干细胞池，这些干细胞受到发育线索和环境信号的精密调控，以维持自我更新与分化之间的微妙平衡[2]。多种植物激素，包括生长素、细胞分裂素和黄质体素（BRs），已被证实参与RAM的调控[3]，而SAM的调控则主要归因于生长素和细胞分裂素[4]。黄质体素是关键的植物甾体激素，在调控器官生长方面发挥至关重要的作用[5]。尽管早期研究表明黄质体素主要与细胞伸长相关，但后续研究已证明它们在调控细胞分裂方面也起着重要作用[6, 7, 8, 9**]。在本综述中，我们讨论黄质体素在RAM和SAM调控中的作用，特别关注细胞分裂。

各节摘要

根部的黄质体素活性

拟南芥（Arabidopsis thaliana）主根沿纵轴被划分为不同的发育区（图1a）[10]。最靠近根尖并受侧向根冠（LRC）保护的分生区（RAM），之后是伸长区，在此区域细胞停止分裂并开始扩展，再之后是分化区，在此区域细胞达到最终大小并实现特化。分生区和伸长区之间的边界称为过渡区（TZ）。

RAM中的黄质体素

以往研究表明，黄质体素信号传导通过直接影响细胞周期基因的活性来调控根分生组织的大小[6,26]，而黄质体素活性降低会减弱细胞周期的进程，导致分生组织变小。相反，外源黄质体素处理或过表达黄质体素信号成分会促进细胞分化并加速分生组织的消耗[6,9]。除调控分生组织长度外，黄质体素信号传导还限制根分生组织的宽度[12, 13, 14]。

SAM中的黄质体素活性

SAM具有与RAM相似但独特的细胞组织方式（图2a）[39]，突出了分生组织功能的共同原则。SAM的顶端中央区（CZ）包含一群缓慢分裂的干细胞，这些干细胞通过下方组织中心（OC）的短距离、非细胞自主信号得以维持。当细胞从CZ径向位移到周围区（PZ）时，它们作为TACs更快地分裂，并被招募到侧生器官中。

生殖分生组织中的黄质体素

在花序转变过程中，SAM从营养阶段向生殖阶段发生发育转变，形成花序分生组织（IM），随后产生花分生组织（FMs）[47]。黄质体素已成为这些转变的关键调控因子，尽管目前对其作用的研究主要在禾本科植物中展开（图2e）。在模式植物Setaria viridis中，BRISTLELESS1（BSL1）基因编码关键的黄质体素合成酶CYP724B1/DWF11，它是的直系同源基因。

结论与未来展望

黄质体素在植物分生组织和细胞分裂中的作用长期以来一直难以捉摸，这与它们对细胞伸长的明确效应形成鲜明对比。与其他植物激素一样，黄质体素的生物学效应因浓度不同而异。浓度依赖性的激素反应可能源于激素产生、激素运输、受体敏感性、反馈调控、信号阈值、组织敏感性以及与其他激素的相互作用等方面的差异。

生成式AI和AI辅助技术声明

关于稿件准备过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明。在准备本工作的过程中，作者使用了ChatGPT进行英文编辑。在使用该工具/服务后，作者审阅并编辑了相关内容，并对已发表文章的内容承担全部责任。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本研究由佛兰德研究基金会（项目G0ACH25N）资助E.R.，以及由西班牙科学、创新和大学部资助的研究补助金PID2023-151867OB-C31（MICIU/AEI/10.13039/501100011033）和欧洲区域发展基金/欧盟资助R.L.

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