杉木(Cunninghamia lanceolata)从头芽器官发生(DNSO)的时序转录组与蛋白质组动态调控机制解析

来自中国的研究团队针对裸子植物再生机制研究空白，开发了杉木高效从头芽器官发生(DNSO)体系，通过细胞学观察划分6个关键阶段，结合时序转录组和蛋白质组分析，首次揭示mRNA-蛋白质动态解耦规律，发现乙烯代谢(100 μM ACC/5 μM AgNO3)和渗透胁迫(150 mM甘露醇)通路的关键作用，为重要经济树种再生技术提供分子靶点。

　　这项突破性研究揭开了中国重要用材树种杉木再生之谜。科研人员成功构建高效从头芽器官发生(DNSO)体系，通过精细的细胞学追踪将再生过程划分为六个特征明确的发育阶段。多组学联合分析捕捉到令人惊奇的分子动态：蛋白质组变化幅度显著大于转录组，且呈现高度时序特异性，暗示存在转录后调控主导的再生开关。

深入挖掘发现，乙烯代谢通路异常活跃，外源施加100 μM ACC(乙烯前体)和5 μM AgNO₃(乙烯抑制剂)能双向调控再生效率。更有趣的是，150 mM甘露醇模拟的适度渗透胁迫可激活应激相关蛋白网络，显著提升芽原基形成率。这些发现不仅填补了裸子植物再生机制的知识空白，更为实现"试管造林"提供了关键技术参数——通过精准调控乙烯水平和胁迫强度，可使杉木组培效率提升3倍以上。

该研究首次绘制了裸子植物再生过程的分子路线图，揭示的mRNA-蛋白质解耦现象为植物发育生物学提供了新视角。建立的渗透-乙烯协同调控模型，为针叶树种离体再生这一世界性难题提供了中国解决方案。