陕西
体轴的建立是植物胚胎发育和形态发生过程中最重要的事件之一，目前对植物胚胎发育的理解主要基于对双子叶模式植物拟南芥的研究。拟南芥中基-顶轴的建立起始于合子的不对称分裂，产生大小和发育命运迥异的两个子细胞。随后顶细胞通过有高度有序的细胞分裂和分化模式，进一步建立胚胎轴向。单子叶禾本科植物早期胚胎发育过程中与拟南芥有很大不同。虽然合子也会通过不对称分裂会产生两个大小不同的子细胞，但合子的分裂方向和其后细胞分裂的相对无序都明显不同于拟南芥，这种不同的细胞分裂分化方式是如何被调控并介导禾本科植物胚胎体轴建立的还知之甚少。WOX8/9在拟南芥胚胎发育特别是基-顶端建立中起到至关重要的作用，而WOX9在水稻中的同源DWT1在此前未有胚胎发育的相关报道。
近日，上海交通大学植物发育团队在Plant Physiology在线发表了题为DWARF TILLER1 regulates apical-basal pattern formation and proper orientation of rice embryos的研究论文，揭示了水稻WOX9亚家族成员DWT1 和DWL2在水稻胚胎顶-基轴建成和整体生长方向的重要作用。
拟南芥中AtWOX8/9在胚胎发育特别是基-顶端建立中起到至关重要的作用，水稻WOX9亚家族有3个成员。该研究发现DWT1/OsWOX9A 是 水稻WOX9 分支中调控水稻胚胎发育的主效基因，在胚发育过程中调节2个不同步骤：DWT1影响合子分裂和其后几次细胞分裂的分裂方向，进而影响整个胚胎在种子中的生长方向，但胚胎生长方向的改变并不影响后期器官分化和体轴建成。此外，DWT1 与 DWL2 协同作用，通过影响几个关键转录调节因子在受精后2-3天（DAP）的表达，并协调生长素分布的梯度来建立顶-基轴和分生组织中的细胞命运，促进胚胎形态发生和器官形成。DWT1在2-3 DAP阶段前后呈现的动态分布及其在合子分裂中的作用不同于AtWOX8 / 9，说明WOX9这类保守的调控因子在不同物种胚发育中的作用机制存在差异性。该研究为禾本科胚发育的机制，特别是早期细胞分裂模式的调控提供了新的见解。
上海交通大学生命科学技术学院博士研究生唐敬尧为论文第一作者，梁婉琪教授为通讯作者。武汉大学孙蒙祥教授，博士后黄小荣指导并参与了这项研究工作。该研究工作得到了国家自然科学基金项目的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/plphys/kiae318
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