植物所杜娟课题组报道植物维管组织结构与发育领域最新研究进展

　　

2023年3月9日，浙江大学生命科学学院植物生物学研究所杜娟副研究员在植物学著名期刊Molecular Plant在线发表题为“High-resolution anatomical and spatial transcriptome analyses reveal two types of meristematic cell pools within the secondary vascular tissue of poplar stem”的研究论文。该论文回答了植物学领域争论了120年的科学问题：即植物的次生维管组织发育过程中，韧皮部细胞和木质部细胞是来源于一个共同的干细胞中心，还是分别来源于两个干细胞中心？

植物维管组织（Vascular tissue）在植物体内负责物质运输与机械支撑，是植物由水生向陆生长期演化过程形成的重要组织类型，相当于动物体内血管与骨骼组织的功能。植物的次生维管组织干细胞是多年生木本植物长期适应陆地干旱等多种逆境生境，逐步演化形成的一类重要的干细胞，也是植物茎干持续进行加粗生长的动力中心。由于取材观察及技术研究方法的困难，木本植物次生维管组织干细胞的起源与发生过程、细胞形态结构、特征表达基因与干细胞活性调控分子机制，还有很多未知问题。本研究工作通过电子显微镜观察与空间转录组测序相结合的方法，首次系统解析了植物维管组织干细胞的发生与发育过程，提供了维管组织干细胞及其衍生细胞各分化阶段的细胞形态结构与特征表达基因图谱。首次发现次生维管组织中可能存在形态结构与特征表达基因不同的两类干细胞，分别负责形成韧皮部细胞与木质部细胞。为进一步研究植物维管组织系统演化提供了非常重要的资源。同时也为筛选维管组织发育与木材形成的关键调控因子进行分子育种，改良植物株型从而调控植物生长发育与抗逆性提供新的研究视角。

  浙江大学植物生物学研究所的杜娟博士为该论文的第一作者和通讯作者，浙江大学细胞生物学研究所的陈军教授为该论文的共同通讯作者，浙江大学植物生物学研究所寿惠霞教授、生物物理研究所周如鸿教授参与该项研究工作。研究工作同时得到了浙江大学彭金荣教授，浙江农林大学卢孟柱教授，加州大学戴维斯分校与美国农业部Andrew Groover教授多年的支持和帮助。同时要感谢马里兰大学Heven Sze教授，加州大学戴维斯分校的柳波教授与Yuh-Ru Julie Lee博士对本研究工作的指导与帮助。感谢浙江大学生命科学学院仪器平台的陈汉民老师，农业与生命环境电子显微镜平台对我们工作的支持。该研究得到国家自然科学基金，国家重点研发计划，浙江省自然科学基金重点项目等项目的资助。

原文链接：https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1674205223000692