这是啥？“木之眼”么？ 长江大学梁大成研究小组揭示远缘植物嫁接中导管分子连接新机制及出现的新型导管结构
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植物远缘嫁接一直是园艺学研究中的难题湖北荆州长江大学，其控制机制大多未知。过去半个多世纪以来湖北荆州长江大学，一个较为普遍的理论认为植物亲和性嫁接依赖于嫁接口处愈伤桥组织的形成并由该处愈伤分化为新的次生维管来连接接穗和砧木从而形成一个完整的嫁接体[1]。然而，该理论在建立过程中一直缺乏完备的直接证据。
为了寻找更为丰富的证据，长江大学梁大成研究小组利用木质部导管分离技术、扫描电镜及共聚焦显微技术对拟南芥和本生烟的异源嫁接体以及对自体嫁接体的嫁接面分析后发现导管的连接主要可以分为三个阶段。第一阶段，在嫁接后7天内，砧穗部已存在的长导管经过段化及变形过程形成小导管分子，这些小导管分子可以在嫁接断面迅速累积。
嫁接面处长导管经过段化过程形成小导管（small TEs）
紧接着在第二阶段，嫁接面有大量的膜状细胞沉积物堆积，且一些小导管分子经过匹配，头对头的融合或者重叠等多种方式进行连接。在第三阶段，膜状细胞沉积物开始逐步消失，连接起来的多种来源的小导管分子再经过对齐方式形成贯通的导管系统[2]。
导管分子在嫁接面处形成列队，组成贯通的维管系统。
进一步通过对拟南芥和本生烟的亲和与非亲和嫁接体的嫁接面分析发现导管连接主要依赖于同质导管的重叠或接触而成。同质导管的自我连接在未知因素作用下能经过不断重复，容易在砧穗结合部的上下区域形成奇异的盘旋导管系统，阻碍砧穗的导管连接，导致砧穗的嫁接不亲和[2]。
嫁接面不同来源的同质导管重叠连接
总之，这些直接的观察证据并不支持过去多年来建立的维管连接过程中的愈伤分化理论。而是在嫁接的早期阶段，植物通过长导管的快速段化及变形形成的小导管分子来及时填补嫁接面砧穗导管间的空隙，并形成临时连接而维持嫁接体存活，嫁接面处的进一步细胞膜状物沉积及导管列队连接形成了导管系统，从而构成亲和性嫁接体。
长江大学农学院 梁大成为该研究的通讯作者，博士研究生 邓竹英、 吴辉艳及 金天麟为论文共同第一作者，该研究得到了主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心和国家自然科学基金部分资助。
论文链接：
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2021.664342/full
参考文献：
1. Hartmann H, Kester D, Davies F, Geneve R: Principles of grafting and budding. In: Plant Propagation: Principles and Practices, Eighth Edition. Pearson; 2010.
2. Deng Z, Wu H, Jin T, Cai T, Jiang M, Wang M, Liang D: A Sequential Three-Phase Pathway Constitutes Tracheary Element Connection in the Arabidopsis/Nicotiana Interfamilial Grafts. Frontiers in Plant Science 2021, 12(1237).
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