近日，国际权威学术期刊Cell 子刊《发育细胞》Developmental Cell发表了福建农林大学蔡汉阳、秦源教授团队题为“Gibberellin and cytokinin signaling antagonistically control female-germline cell specification in Arabidopsis”的研究论文。该研究深入探讨了赤霉素（GA）和细胞分裂素（CK）信号如何相互拮抗，以调控拟南芥中雌性生殖细胞的分化。
有性生殖依赖于生殖系细胞的形成和分化，其中大孢子母细胞（megaspore mother cell, MMC）是被子植物中最早分化的雌性生殖系细胞。它源自胚珠原基的一个远端珠心亚表皮L2层细胞，通过一系列的伸长和特化过程最终发展成雌配子体，提供受精的场所。
先前的研究表明，油菜素内酯（BR）信号通过激活WRKY23转录因子抑制相邻L2层细胞获得MMC命运，并且EPFLs小肽与ERECTA家族受体激酶通过激活BRI1受体和BZR1转录因子及其靶基因NSN1来限制多个L2层细胞成为MMC。
本研究进一步揭示了GA和CK在MMC特化中的作用。研究发现，在MMC中，GA的生物合成和信号传导受到抑制；当GA生物合成基因或其受体过表达时，会观察到多个MMC的产生。GA-GID1-SLY1复合物能与CK的B型反应调节因子ARR1/10/12相互作用并促进其降解。同时，CK的生物合成基因和信号组分在MMC和孢子体细胞中均有表达，并受GA信号的负调控。CK生物合成基因或信号组分的突变同样会导致MMC数量增加。
此外，研究还发现了液泡分选蛋白SHBY能够分别与GA和CK信号组件互动，并在转录水平上由CK诱导。SHBY通过促进GID1-SLY1复合物的泛素化降解，阻止GA诱导的DELLA蛋白降解，并保护ARR1/10/12的稳定性，确保MMC的正常发育。这一研究成果提供了关于GA和CK信号如何协同作用以控制MMC特化的分子机制的新见解，丰富了我们对植物激素如何协调调控细胞命运决定的理解。
福建农林大学生命科学学院和海峡联合研究院蔡汉阳教授为该论文的第一作者，蔡汉阳教授和秦源教授为该论文的共同通讯作者，刘开创、马苏卓和苏涵等已毕业的硕士研究生参与该研究。福建农林大学生命科学学院和海峡联合研究院为第一单位和通讯作者单位。该研究成果得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、福建省“雏鹰计划”青年拔尖人才项目以及福建省杰出青年基金等科研项目的资助。
