1 摘要:植物干细胞位于茎尖分生组织区和根尖分生组织区,是植物胚后发育中新的器官产生的源泉。近几年,在干细胞及其周围组织区发现了一些与干细胞稳态维持有关的基因,这些基因产物与外源性信号(如生长素 )一起组成复杂的调控网络控制植物的生长和发育。表观遗传修饰作为控制基因表达的一种方式也对植物干细胞有重要的影响。该文介绍近几年植物干细胞分化调控的最新进展。关键词:植物干细胞;基因调控;生长素;表观遗传中图分类号:Q74 动物干细胞因其在疾病治疗、组织修复和动物克隆等方面的广泛应用一直是研究人员和公众关注的焦点[1],相比之下,植物干细胞研究却门庭冷落。由于植物细胞具有全能性,植物干细胞的概念也一直存在争议。近几年的研究表明: 在植物的茎尖分生组织(shoot apical meristem,.. SAM) 和根尖分生组织 (rootapical meristem,.. RAM) 中,存在一群特殊的细胞,它们具有自我更新能力又能产生具有持续分裂能力的子细胞。这些特殊细胞是植物根、茎、叶和花等器官发生的源泉,因此被认为是植物干细胞 [2,3] 。与动物干细胞一样,植物干细胞的维持同样受到内源性信号和外源性信号的调控。1. 植物干细胞的组织学特征模式植物拟南芥的SAM 是一个半球状的穹型结构,由多个功能结构域组成[图 1(A)] 。干细胞位于分生组织的顶端中心区域,这个区域的细胞分裂不活跃。中心区域中干细胞分裂后产生两部分细胞,一部分仍然保留在中心区域的叫干细胞后裔 (progeny ofstem cells), .. 保持多潜能性,始终留守在原来位置,继承干细胞的衣钵;分裂出来的另一部分叫子细胞(daughter cells), .. 随着干细胞的分裂逐渐脱离中心区域到分生组织周边区域(peripheral zone, PZ) ,.. 在周边它们快速分裂并进行分化,融入分生组织两侧的器官原基中[4]。由此可见, SAM是不断改变的动态结构,干细胞群的维持依赖于周围组织细胞提供的各种外源性和内源性信号分子。在拟南芥的根尖分生组织中心,也有一群分裂缓慢的细胞,称为静止中心 (quiescent center,QC)[ 图 1(B)] 。在胚胎发生中, QC 的建立不是来自胚体,而是来自胚柄最上部的细胞。QC 细胞通过不对称分裂产生子细胞,子细胞或者保留QC 细胞功能,或者取代邻近细胞。实质上直接从QC 衍生出来的细胞就是干细胞,它们能够产生根部特定的组织类型。研究拟南芥根的发育表明,RAM 中干细胞的维持受位置信息的影响 [5]。当 QC 被切去后,邻近...