近日，中国科学院植物研究所研究员徐重益、胡玉欣等与合作者，揭示了磷脂重塑与生长素信号互作调控植物再生的细胞重编程过程。

以植物细胞全能性为基础的植物离体再生体系已成为植物遗传转化和基因编辑等植物生物技术的重要平台。近期研究表明，在典型的植物再生体系中，很多重要的代谢过程包括活性氧、磷酸盐以及脂类代谢等在生长素诱导的细胞重编程过程中发生了显著改变，但这些代谢过程是否参与及如何参与体细胞重编程促进愈伤组织形成并影响植物的再生过程尚不清楚。

对此，研究团队通过检测拟南芥脂类代谢物在愈伤组织诱导过程中的动态变化，发现磷脂类包括磷脂酸（PA）、磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰丝氨酸（PS）和磷脂酰肌醇（PI）均随着愈伤组织的诱导显著降低。

通过进一步转录组分析，研究人员发现磷脂合成途径两个关键酶基因GPATs和LPATs的表达水平在愈伤组织诱导过程中显著降低，而参与磷脂水解的磷脂酶基因PLAs表达水平则显著升高，表明磷脂代谢途径参与愈伤组织的形成过程。

磷脂合成途径第一步合成酶基因GPATs的突变体，其主根、外植体以及叶肉细胞原生质体的愈伤组织形成和再生能力均比野生型显著增强；靶向磷脂代谢组学分析表明，该突变体根外植体中PA的水平在愈伤组织诱导前后均显著低于野生型；外施各种磷脂代谢物发现，只有PA能够显著减弱野生型和突变体主根及叶肉细胞的愈伤组织形成能力，表明磷脂酸PA是参与愈伤组织形成的主要磷脂代谢物。

研究人员进一步体外结合实验发现，只有PA能够和生长素信号抑制蛋白IAAs特异结合。烟草和拟南芥的体内实验证明PA可以促进IAA8和IAA14的蛋白稳定性，从而抑制生长素信号参与愈伤组织形成的调控。

该研究发现，磷脂酸PA通过调控生长素信号的关键因子IAAs的稳定性从而调控外植体和细胞的愈伤组织形成能力，揭示了磷脂代谢参与愈伤组织形成的作用机制，建立了磷脂代谢和生长素信号之间的分子联系。该研究结果将有助于促进基于植物离体再生的转基因和基因编辑技术的开发和应用。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1093/plcell/koag169