Science：乙烯能调节拟南芥根部干细胞分化
生物谷：乙烯是一种能够催熟果实的气态植物激素。在最新一个期的《科学》杂志上，由瑞典、法国、英国的研究人员联合发表的文章报告说，他们发现乙烯还能够调节拟南芥根部的干细胞分化。
已经知道，多细胞生物的构建依赖于能兼顾自我更新和产生分化的子细胞的特殊细胞——干细胞。在这项新的研究中，研究人员证实对植物生长很重要的气体信使乙烯能够调节拟南芥根部静止中心（quiescent center）细胞的分裂，该中心是植物根部干细胞的一个起源地。
通过这种乙烯诱导的分裂所形成的细胞表达静止中心特异性基因，并且能抑制周围原始细胞的分化。这些发现表明，静止并不是这些细胞向临近干细胞发信号所必须的。
研究人员推测，乙烯是植物根系统胚后期发育期间干细胞小生境中静止中心调节细胞分裂的一个信号途径的一部分。
乙烯是迄今为止所发现的５大类植物激素之一，它广泛存在于植物体中，对植物的生长发育，特别是植物的成熟和衰老起着十分重要的调节作用。研究还发现，乙烯参与逆境条件（热害、冷害、旱害、涝害、盐害、紫外线和重金属离子等）下植物的胁迫反应，影响到植物体内一系列胁迫反应的开始和植物抗性的变化。近年来还发现乙烯参与植物的抗病反应。
早在上个世纪中叶(1864)就有关于燃气街灯漏气会促进附近的树落叶的报道，但到本世纪初(1901)俄国的植物学家奈刘波(Neljubow)才首先证实是照明气中的乙烯在起作用，他还发现乙烯能引起黄化豌豆苗的三重反应。第一个发现植物材料能产生一种气体并对邻近植物材料的生长产生影响的人是卡曾斯，他发现橘子产生的气体能催熟同船混装的香蕉。
虽然1930年以前人们就已认识到乙烯对植物具有多方面的影响，但直到1934年甘恩(Gane)才获得植物组织确实能产生乙烯的化学证据。
1959年，由于气相色谱的应用，伯格(S.P.Burg)等测出了未成熟果实中有极少量的乙烯产生，随着果实的成熟，产生的乙烯量不断增加。此后几年，在乙烯的生物化学和生理学研究方面取得了许多成果，并证明高等植物的各个部位都能产生乙烯，还发现乙烯对许多生理过程、包括从种子萌发到衰老的整个过程都起重要的调节作用。1965年在柏格的提议下，乙烯才被公认为是植物的天然激素。
静止中心学说（quiescent center theory）
静止中心学说是F．A．L．Clowes（1956、1961）提出的有关根尖顶端分生组织中心部仅很少发生细胞分裂，或完全不分裂的一种学说。将DNA的前体物质纳入根内后，而几乎不能进入静止中心，但可被进入静止中心的周围。然而，用X射线照射根部，使分裂中的细胞发生异常时，则静止中心的细胞开始活动，并对根尖进行修复。此外，通过对根尖外科手术的实验，也确认静止中心对根尖具有修复能力。
原始出处:
Science 27 July 2007:
Vol. 317. no. 5837, pp. 507 - 510
DOI: 10.1126/science.1143409
Olga Ortega-Martínez,*
Monica Pernas,*
Rachel J. Carol, Liam Dolan
The construction of multicellular organisms depends on stem cells—cells that can both regenerate and produce daughter cells that undergo differentiation. Here, we show that the gaseous messenger ethylene modulates cell division in the cells of the quiescent center, which act as a source of stem cells in the seedling root. The cells formed through these ethylene-induced divisions express quiescent center-specific genes and can repress differentiation of surrounding initial cells, showing that quiescence is not required for these cells to signal to adjacent stem cells. We propose that ethylene is part of a signaling pathway that modulates cell division in the quiescent center in the stem cell niche during the postembryonic development of the root system.
Department of Cell and Developmental Biology, John Innes Centre, Norwich NR4 7UH, UK.
* These authors contributed equally to this work.
Present address: Kristineberg Marine Research Station, Kristineberg 566, 450 34 Fiskebäckskil, Sweden.
École Pratique des Hautes Études, 46 rue de Lille, 75007 Paris, France.
To whom correspondence should be addressed. E-mail: liam.dolan@bbsrc.ac.uk
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