北京时间2025年5月6日，国际知名学术期刊《自然通讯》（Nature Communications）在线发表了太阳成集团tyc539张宪省、苏英华教授团队的最新研究成果。该研究揭示了在植物体细胞重编程过程中，表观遗传修饰通过精细调控细胞全能性基因的表达，进而促进体细胞胚胎发生的分子机制，为作物遗传改良提供了新思路，为提升作物遗传转化效率提供了重要技术支撑。团队还成功构建高效的体细胞胚胎发生系统，填补了植物再生领域“染色质重塑”的理论空白，为植物再生机制研究开辟了可操控性更强的新模型体系。

较动物细胞而言，植物细胞具有显著的发育可塑性，它们无需受精就能发育成胚胎，这种现象被称为“体细胞胚胎发生”。植物细胞还有着独特的“再生”能力，例如，花瓣等任意一种植物体细胞在经历重编程过程后，能够回归到原始的干细胞状态，并进一步进入“体细胞胚胎发生”阶段，最终再生为一株完整的植株。这一“再生”现象在杂交育种、脱毒培养等农业生产中具有重要应用价值。而植物体细胞重编程过程中，植物体细胞从“普通细胞”再生为“全能性胚胎”的秘密一直未被完全揭露。

  目前多数植物无法自发形成体细胞胚胎，通常需依赖外源激素或特定转录因子的诱导。已有研究表明，全能性调控转录因子LEAFY COTYLEDON 2（LEC2）可绕过外源激素直接启动胚胎发生。那LEC2是如何激发已分化体细胞的原始干细胞活性的呢？

DRM2/RdDM通路对于LEC2诱导的体细胞胚胎发生至关重要

  张宪省、苏英华教授团队长期致力于植物全能性细胞发生及其调控机制的研究。“LEC2像一把‘钥匙’，不仅能直接激活关键基因的表达，还可以通过表观遗传修饰‘撬开’染色质结构，为其他调控因子的高效作用创造条件。这种双重机制确保了细胞命运转变的精确性。”论文通讯作者苏英华教授介绍道，团队成果揭示了转录因子LEC2通过调控DNA甲基化和染色质重塑，驱动体细胞胚胎发生的分子机制。

  团队研究发现，在LEC2诱导的体细胞胚胎发生过程中，LEC2通过RNA介导的DNA甲基化（RdDM）途径在DNA上打满CHH型甲基化标记，DNA甲基化识别复合物SUVH-SDJ识别标记，并招募AHL染色质修饰蛋白，增加染色质开放程度，让基因开关得以暴露。同时，识别复合物与LEC2相互作用，形成正反馈调控通路，进一步激活全能性调控基因，促进体细胞胚胎的形成。

CHH高甲基化通过SUVH-SDJ-AHL复合物介导LEC2诱导的体细胞胚胎发生

  杂志评审专家认为，该研究突破了传统合子胚胎研究体系的技术瓶颈，将推动学术界重新审视表观遗传修饰在细胞命运重置中的主导作用，为发育生物学提供新视角。

苏英华教授表示，团队将深入探索作物再生的分子基础和调控机制，为农业生物技术的发展提供坚实的理论支撑，同时通过干细胞活性调控研究，助力小麦、大豆等作物的精准分子设计育种水平，提高作物产量，为保障国家粮食安全提供更多科技助力。

本研究太阳集团tyc539为唯一通讯单位，太阳成集团tyc539苏英华教授为通讯作者。博士后彭静、博士研究生张旗和唐丽苹副教授为该论文的共同第一作者。张宪省教授和弗莱堡大学Thomas Laux教授参与了课题指导工作。该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-59335-8