吴鸿课题组在柑橘属果实分泌囊发育研究中取得新进展

　　近日，华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室、生命科学学院吴鸿教授课题组，在细胞生物学国际学术期刊cells （2020年影响因子6.6, https://doi.org/10.3390/cells10113222） 在线发表了题为 “Zn2+-dependent nuclease is involved in nuclear degradation during the programmed cell death of secretory cavity formation in Citrus grandis 'Tomentosa' Fruits” 的研究论文，首次报道了一个锌离子依赖核酸酶参与柑橘属植物果实分泌囊细胞程序性死亡（PCD）过程中细胞核降解。吴鸿教授和白玫副研究员为通讯作者，梁敏坚博士为第一作者。

　　分泌囊是芸香科柑橘属植物中普遍存在的结构特征，其起源方式是植物分类学的重要形态学指标，然而其起源和形成方式长期存在争议。吴鸿课题组近十年来，利用生物化学、免疫细胞化学和分子生物学技术和方法，先后证明柑橘属分泌囊以裂溶生方式发生（Liang et al., 2009, Trees），细胞程序性死亡参与柑橘属分泌囊发育过程中分泌细胞降解（Chen and Wu, 2010, Chinese Sci. Bull.），钙依赖核酸酶和Caspase-3-like蛋白酶参与分泌囊细胞PCD中细胞核降解过程（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.），果胶酶和纤维素酶参与分泌囊PCD中细胞壁降解（Tong PP et al., 2020, Plant Science）。

 

　　在细胞PCD的过程中，细胞核的降解是不同核酸酶共同协同作用的结果。课题组在前期揭示钙依赖核酸酶作用机制的基础上，进一步报道了柑橘属药用植物化橘红中一个锌离子依赖的核酸酶CgENDO1，其在酸性和中性pH下，可依赖Zn2+降解线性双链DNA，CgENDO1可能依赖Zn2+参与柑橘属果实分泌囊细胞PCD中的核降解过程（图1）。研究对深入探讨钙离子依赖的核酸酶和锌离子依赖核酸酶在植物细胞PCD中的协同作用提供了全新的细胞和分子调控资料。

　　图1 Zn2+和CgENDO1参与化橘红果实分泌囊细胞PCD过程的模式图

 

　　本研究得到国家自然科学基金、岭南现代农业实验室项目、广东省重点研发项目、广东省农业科技创新促进项目的支持。