为了展示植物细胞生物学与育种的最新成果与进展、加强校际之间的合作与交流，华中农业大学生命科学技术学院与yh0612cc银河联合举办的第三届华中农业大学—兰州大学植物细胞与育种前沿研讨会于2024年5月11日在兰州大学逸夫生物楼国錩报告厅305举行。华中农业大学生命科学技术学院熊立仲院长一行8位教授为我院百余名师生做了精彩的学术报告。我院教职工、研究生及本科生等认真聆听了报告。

开幕式由生命科学学院院长侯岁稳教授主持，侯岁稳院长对熊立仲院长一行的到来表示热烈的欢迎，并回顾了双方的交流合作历程，对于双方交流所产生的深远意义表达了充分的肯定。侯岁稳院长希望通过本次研讨会，开拓新兴前沿交叉领域的研究与合作，提升双方合作水平。

研讨会上，熊立仲教授详细介绍了作物遗传改良全国重点实验室的历史沿革、生物学学科的建设以及水稻抗旱性遗传与基因挖掘利用的最新研究进展，主要围绕调控水稻产量的NAL1蛋白和调控水稻干旱的DRG9蛋白两方面进行了深入的讲解。丝氨酸蛋白酶NAL1通过降解转录共抑制子OsTPR2，影响生长素和独脚金内酯信号途径基因的组蛋白乙酰化水平，进而影响这些基因的表达，最终调控水稻的生长发育以及产量。双链RNA结合蛋白DRG9招募ABA合成关键基因OsNCED4的mRNA至胁迫颗粒中，从而避免后者在干旱胁迫条件下被降解，进而增强了干旱耐受性。这些研究为水稻育种提供了有价值的基因资源和材料。

赖雪雷教授围绕植物生殖发育与环境互作进行了深入的讲解。该团队发现开花的正调控因子LFY (LEAFY)作为先锋转录因子能够结合到甲基化和非甲基化的DNA，进而诱导LFY直接靶基因AP1和AG的染色质开放，以此来促进植物开花。另一方面，通过正向遗传学鉴定到一个抗低温功能基因OsSRO1c，OsSRO1c与正调控水稻低温抗性的转录因子OsDREB2B相互作用形成一个转录调控复合体，并以液液相分离的形式形成无膜细胞器，来直接感应低温促进OsDREB2B的转录活性，并通过调控COLD1的表达赋予水稻低温抗性。这一机制的揭示为水稻耐寒分子设计育种提供了新的候选模块。

阎加培研究员深入阐明了节律基因共转录调控的三维基因组结构基础的机制。该团队通过绘制RNA聚合酶II（RNAPII）在一天中不同时间点的顺反组图谱，发现35%的RNAPII占位在一天中呈现节律变化，并且RNAPII信号水平与节律基因的表达水平呈现显著正相关性；进一步利用改进的Long-read ChIA-PET技术，构建了RNAPII介导的昼夜染色质交互图谱，系统分析了在不同的三维结构尺度下对节律基因转录的影响。这些昼夜动态变化的水稻高分辨率三维基因组学研究和对节律基因的互作调控信息，有助于我们深入理解水稻不同空间尺度上DNA顺式调控元件之间相互作用的节律变化规律，进而阐明其调控基因节律表达和重要农艺性状的机理，为水稻遗传改良和其他经济作物的研究提供重要的指导意义和科学价值。

李一博教授系统阐述了利用快速、高通量克隆QTGs的RapMap方法揭示水稻外观品质的分子遗传学基础。该团队前期克隆出调控水稻超长粒型的基因EGS3，进一步研究发现GS3作用于EGS3和G2的上游，抑制G2-EGS3对细胞周期基因的活性和细胞增殖的促进作用，最终调控水稻籽粒的大小和产量，其中EGS3与gs3结合可获得超高稳定的籽粒产量，这一研究为水稻高产育种提供了新的理论依据。另外，在调控水稻籽粒品质方面，该团队构建了各种垩白类型的遗传群体88个，利用RapMap技术克隆了18个功能基因，发现了8份在七年自然高温下仍优质（无垩白）的种质资源，并成功克隆出水稻垩白品质耐自然高温基因GQT12，进一步研究表明GQT12调控储藏物质平衡实现品质耐热性差异，并且发现低表达或者无功能的GQT12在自然高温下稳定储藏物质平衡，使水稻品质更优且增产。这一研究对水稻高产优质品种培育和栽培有重要意义。

王利利研究员系统介绍了植物应答复制胁迫的分子机理。该团队通过激活标签法筛选拟南芥atr突变体的抑制子（soat），发现soat4可以部分抑制atr突变体对复制胁迫的超敏感性。进一步研究发现，soat4的表型是TSO2表达量增加引起的；TSO2与PRL1相互作用；PRL1通过Cullin4介导的E3泛素连接酶CRL4-PRL1多聚泛素化TSO2，促进TSO2通过26S蛋白酶体途径被降解，因此，ATR-WEE1通过负调控CRL4-PRL1提高了TSO2的蛋白稳定性，从而促进dNTP的合成。综上所述，该团队发现了植物调控复制胁迫应答的新模块ATR-PRL1-RNR，揭示了植物RNR蛋白在翻译后水平被调控的机制。鉴于这些蛋白在真核生物中的高度保守性，ATR-PRL1-RNR调控模块也可能在其他真核生物中发挥重要作用。

闫俊杰研究员系统揭示了叶绿体淀粉分解代谢调控的分子机制。该团队通过体外重组、交联质谱和分子对接以及结构分析，揭示了苹果酸脱氢酶MDH发挥分子伴侣的功能，能够结合并稳定葡聚糖磷酸化酶失活的LSF1形成LSF1-MDH二元复合物；LSF1-MDH作为功能性支架，招募b淀粉酶BAM1形成三元复合物；LSF1通过N端PDZ-BMI介导三元复合物互作，通过C端DSP-CBM结合淀粉葡聚糖链，锚定在淀粉颗粒上，并将淀粉葡聚糖链呈递到b淀粉酶的催化口袋，从而促进对淀粉的降解。另外，该团队还发现叶绿体中6个BAM淀粉水解酶序列相对保守，其中BAM2与众不同，呈现四聚体构象，且四聚体对于BAM2发挥功能是必要的。闫俊杰研究员团队揭示植物中淀粉降解的机制，为作物遗传改良提供了新见解。

张瑞辉教授详细阐释了微丝骨架与细胞融合的分子机制。细胞融合是多细胞个体发育中普遍存在的重要生物学现象，细胞融合需要融合蛋白和微丝细胞骨架的参与，但是两者之间的作用模式尚不清楚。细胞-细胞融合中会形成手指状突起，张瑞辉教授团队研究发现在果蝇的成肌细胞融合过程中需要Shibire (Shi)蛋白，Shi可以促进长膜突起，并且可以与F-actin共定位，通过形成环状或螺旋状包裹肌动蛋白丝，进而促使手指状突起的形成。另外，该团队发现在体外和培养的果蝇细胞(S2R)中Crk被Sns (sn-cytod)高度募集并与之相分离，而SNS的同源物Nephrin，通过Nck和N-WASP驱动液-液相分离；进一步研究发现Crk是果蝇成肌细胞融合所必需的，Crk可以与Sltr (WIP)发生相互作用，Sltr的定位依赖于Crk，而WASP的定位依赖于Crk-Sltr，因此该研究重建了相分离系统中的一条成肌细胞融合通路，为细胞融合过程提供了新的思路。

周少立教授就组蛋白变异、DNA甲基化和三维基因组结构共同调控水稻生殖发育过程进行了详细的阐释。该团队利用可视化三维基因组的方法解析了水稻配子和合子单细胞染色质三维空间结构，探究了水稻单细胞中染色质空间排布特点，揭示了染色质三维空间结构的动态变化及其与合子基因组激活之间的内在关系。同时该团队利用单细胞测序技术对水稻受精前后的雌雄配子体和合子细胞进行DNA甲基化组和转录组分析，揭示了水稻受精过程DNA甲基化的重塑机制。在此过程中DNA去甲基化酶通过控制DNA甲基化重塑影响卵细胞和合子特异表达基因的转录水平及发育过程。该研究对于解析植物DNA甲基化修饰在生殖过程中的传递与重建机制及其对基因表达和生殖发育的表观调控具有重大意义。另外该团队发现组蛋白变体H2B.8在拟南芥中介导精子染色质和核浓缩。H2B.8的缺失导致精子核增大、染色质分散，而体细胞中异位表达H2B.8造成细胞核变小、染色质聚集。这些研究成果为理解植物生殖发育过程奠定了扎实的基础。

研讨会期间，参加会议的老师和同学们与华中农业大学生命科学技术学院熊立仲院长一行8位教授就相关问题进行了深入的探讨，与会人员从中受益匪浅，收获颇多。会议结束后，熊立仲院长做了总结发言，熊立仲院长对于我院师生积极参与研讨会的热情给予了高度评价，并向我院师生发出真诚的邀请，希望双方就科研合作、学术交流、人才培养等方面展进行深入交流。

会后，熊立仲院长一行参观了我院的生命科学研究实验中心，侯岁稳院长介绍了我院的发展情况及实验室现状，重点介绍了仪器设备、人才培养目标等情况。熊立仲院长一行对我院生命科学研究实验中心建设取得的成果和蓬勃发展状态给予了充分的肯定，并表达了双方要相互学习、相互促进，建立持续、稳定的交流与合作机制的意愿。