2024年6月5日,，《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS）》在線發(fā)表了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心）鄔倩團(tuán)隊(duì)題為“Companion cell mediates wound-stimulated leaf-to-leaf electrical signaling”的研究論文,。該研究首次揭示了植物維管組織韌皮部的伴胞對(duì)電信號(hào)傳遞的關(guān)鍵作用，打破了已有的對(duì)電信號(hào)如何在植物葉片細(xì)胞中傳遞的認(rèn)知。

自然界中,，植物無(wú)時(shí)無(wú)刻不面臨著各種非生物和生物脅迫所引起的機(jī)械損傷，比如颶風(fēng),、暴雨等極端氣候因素,，噬咬類草食性昆蟲和動(dòng)物的侵襲。 機(jī)械損傷會(huì)誘發(fā)植物產(chǎn)生多種系統(tǒng)性信號(hào)分子,，電信號(hào)是其中最重要的一種,。傷害刺激產(chǎn)生的電信號(hào)能夠以每分鐘數(shù)厘米的速度在葉片-葉片間快速傳遞，并在未受損組織進(jìn)一步激活一系列茉莉酸（jasmonic acid, JA） 等植物激素介導(dǎo)的系統(tǒng)性防御反應(yīng)(Farmer et al., 2020)來(lái)保護(hù)自身,，這一過程依賴于谷氨酸受體（glutamate receptor-like,，GLRs）蛋白家族的功能。在擬南芥GLR3.3和GLR3.6 功能缺失的雙突變體中,，由葉片傷害引發(fā)的電信號(hào)傳遞在遠(yuǎn)端未受傷害的葉片中完全消失（Mousavi et al., 2013; Nguyen et al., 2018）,。鄔倩團(tuán)隊(duì)于2022年報(bào)道了GLRs如何發(fā)揮作用的分子機(jī)理（Wu et al., New Phytologist, 2022），近期又進(jìn)一步解析了電信號(hào)傳遞的細(xì)胞生物學(xué)機(jī)制,。

該研究利用細(xì)胞生物學(xué),、遺傳學(xué)和電生理等多種手段，解析了細(xì)胞特異性的電信號(hào)傳遞機(jī)制,，并對(duì)GLRs如何在細(xì)胞和亞細(xì)胞層面上調(diào)控上述信號(hào)傳遞展開了深入剖析,。研究發(fā)現(xiàn)，不同于已有認(rèn)知，GLR3.3在空間上受到精密調(diào)控,，其產(chǎn)生部位和作用部位具有空間差異,，并提出了GLR3.3在伴胞中的異位累積對(duì)于其行使功能的重要性。該研究也首次發(fā)現(xiàn)了調(diào)控電信號(hào)傳遞的另一個(gè)重要基因GLR3.6在韌皮部伴胞中的重要功能,，這與此前認(rèn)為的GLR3.6僅在木質(zhì)部行使功能的觀點(diǎn)完全不同,。總之,，該研究首次揭示了維管束韌皮部的伴胞在介導(dǎo)損傷引起的長(zhǎng)距離電信號(hào)傳遞中的重要作用,，為電信號(hào)傳遞機(jī)理帶來(lái)全新認(rèn)知。

圖1| GLR3.3來(lái)源于維管束韌皮部伴胞

基因組所（省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心）鄔倩副研究員為本論文第一和唯一通訊作者,?；蚪M所與河南大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士生李洋洋、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)博士生陳夢(mèng)嬌和基因組所科研助理孔簫航參與了上述研究,。該工作獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金的支持,。

鄔倩課題組介紹

鄔倩團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期圍繞植物逆境應(yīng)答展開研究。研究方向主要聚焦：1.植物逆境應(yīng)答及其調(diào)控機(jī)制,；2.基于電信號(hào)和機(jī)器學(xué)習(xí)的作物逆境應(yīng)答的診斷,、建模和預(yù)測(cè)。課題組具體介紹見：http://baixile.com/kydw/kydwyjzx/hcswxyjzx/d49ed2c037ae4862af13df4507a3a67c.htm

現(xiàn)因工作需要,，團(tuán)隊(duì)擬招聘1-2名博士后,，研究方向可選擇（1）植物電信號(hào)調(diào)控逆境應(yīng)答機(jī)理解析；（2）長(zhǎng)距離信號(hào)調(diào)控黃瓜營(yíng)養(yǎng)吸收利用的機(jī)制,。團(tuán)隊(duì)在上述兩個(gè)方向都有非常有意思的發(fā)現(xiàn)和不錯(cuò)的前期工作累積,，真誠(chéng)歡迎感興趣的研究人員來(lái)信咨詢，歡迎加入,！聯(lián)系方式：[email protected]

1. Qian Wu#, Yangyang Li, Mengjiao Chen, Xiaohang Kong. (2024). Companion cell mediates wound-stimulated leaf-to-leaf electrical signaling. PNAS. 121 (24): e2400639121. (#通訊作者)

2. Wu, Q#., Stolz, S., Kumari, A., and Farmer, E.E#. (2022). The carboxy-terminal tail of GLR3.3 is essential for wound-response electrical signaling. New Phytol. 236: 2189–2201. (#共同通訊作者)

3. Farmer, E.E., Gao, Y.Q., Lenzoni, G., Wolfender, J.L., and Wu, Q. (2020). Wound- and mechano-stimulated electrical signals control hormone responses. New Phytol. 227: 1037-1050.

4. Mousavi, S.A., Chauvin, A., Pascaud, F., Kellenberger, S., and Farmer, E.E. GLUTAMATE RECEPTOR-LIKE genes mediate leaf-to-leaf wound signalling. Nature. 2013. 500(7463): 422-426.

5. Nguyen, C.T., Kurenda, A., Stolz, S., Chetelat, A., and Farmer, E.E. Identification of cell populations necessary for leaf-to-leaf electrical signaling in a wounded plant. PNAS. 2018. 115(40): 10178-10183.