吳鴻課題組在柑橘屬果實分泌囊發(fā)育研究中取得新進(jìn)展

　　近日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點實驗室、生命科學(xué)學(xué)院吳鴻教授課題組，在細(xì)胞生物學(xué)國際學(xué)術(shù)期刊cells （2020年影響因子6.6, https://doi.org/10.3390/cells10113222） 在線發(fā)表了題為 “Zn2+-dependent nuclease is involved in nuclear degradation during the programmed cell death of secretory cavity formation in Citrus grandis 'Tomentosa' Fruits” 的研究論文，首次報道了一個鋅離子依賴核酸酶參與柑橘屬植物果實分泌囊細(xì)胞程序性死亡（PCD）過程中細(xì)胞核降解。吳鴻教授和白玫副研究員為通訊作者，梁敏堅博士為第一作者。

　　分泌囊是蕓香科柑橘屬植物中普遍存在的結(jié)構(gòu)特征，其起源方式是植物分類學(xué)的重要形態(tài)學(xué)指標(biāo)，然而其起源和形成方式長期存在爭議。吳鴻課題組近十年來，利用生物化學(xué)、免疫細(xì)胞化學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù)和方法，先后證明柑橘屬分泌囊以裂溶生方式發(fā)生（Liang et al., 2009, Trees），細(xì)胞程序性死亡參與柑橘屬分泌囊發(fā)育過程中分泌細(xì)胞降解（Chen and Wu, 2010, Chinese Sci. Bull.），鈣依賴核酸酶和Caspase-3-like蛋白酶參與分泌囊細(xì)胞PCD中細(xì)胞核降解過程（Liu et al., 2012, Trees； Zheng et al., 2014, Trees；Bai et al., 2020, J. Exp. Bot.；Huai B et al., 2020， Plant Phyisol. Biochem.），果膠酶和纖維素酶參與分泌囊PCD中細(xì)胞壁降解（Tong PP et al., 2020, Plant Science）。

 

　　在細(xì)胞PCD的過程中，細(xì)胞核的降解是不同核酸酶共同協(xié)同作用的結(jié)果。課題組在前期揭示鈣依賴核酸酶作用機(jī)制的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步報道了柑橘屬藥用植物化橘紅中一個鋅離子依賴的核酸酶CgENDO1，其在酸性和中性pH下，可依賴Zn2+降解線性雙鏈DNA，CgENDO1可能依賴Zn2+參與柑橘屬果實分泌囊細(xì)胞PCD中的核降解過程（圖1）。研究對深入探討鈣離子依賴的核酸酶和鋅離子依賴核酸酶在植物細(xì)胞PCD中的協(xié)同作用提供了全新的細(xì)胞和分子調(diào)控資料。

　　圖1 Zn2+和CgENDO1參與化橘紅果實分泌囊細(xì)胞PCD過程的模式圖

 

　　本研究得到國家自然科學(xué)基金、嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)實驗室項目、廣東省重點研發(fā)項目、廣東省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新促進(jìn)項目的支持。