植物拟分生细胞（meristemoid cells）是具有干细胞活性的一类细胞，分布在分化和扩展的叶子表皮等细胞之间。据统计大约一半的叶子表皮细胞来源于拟分生细胞，但是植物拟分生细胞如何决定器官大小的分子机理几乎不知道。中国科学院遗传与发育生物学研究所李云海研究组与汪迎春研究组、比利时Dirk Inze研究组等合作发现了植物拟分生细胞调控器官大小的重要机制。

 

        李云海研究组已鉴定了多个器官大小调控的关键因子。其中，DA1编码一个泛素受体蛋白，da1-1突变体产生大的器官。最新研究发现，da1-1的抑制子突变体sod3-1限制了拟分生细胞的增殖，从而影响器官大小。遗传分析表明该基因与DA1作用于不同的遗传途径。SOD3基因编码了转录调控因子SAP。过量表达SAP产生大的器官，表明SAP是器官大小的正调控因子。进一步研究发现SAP是一个含有类WD40重复结构域的F-box蛋白。SAP可以与SCF复合体成员ASK1/2和CUL1互作形成E3泛素连接酶SCF^SAP复合体。SAP能够与转录因子PPD互作并介导PPD泛素化降解。遗传分析表明SAP与PPD作用于同一遗传途径，通过调控植物拟分生细胞增殖，决定器官大小。

 

        该研究揭示了F-box蛋白SAP与转录调控因子PPD互作，并介导PPD泛素化降解，从而调控拟分生细胞增殖和器官大小的分子机制。该研究不仅在理论上发现了植物拟分生细胞调控器官大小的新机制，也将为植物高产育种提供理论基础和基因资源。

 

        该研究结果于2016年4月6日在线发表于Nature Communications（DOI: 10.1038/NCOMMS11192）。李云海研究组博士研究生王志标为该论文的第一作者，李云海为该论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和转基因重大专项的资助。

 

 

图1. SCF^SAP通过调控拟分生细胞增殖决定器官大小的分子模型