近日，華南農(nóng)業(yè)大學亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護與利用國家重點實驗室、生命科學學院吳鴻教授課題組，在細胞生物學國際學術期刊cells （2020年影響因子6.6, https://doi.org/10.3390/cells10113222） 在線發(fā)表了題為 “Zn2+-dependent nuclease is involved in nuclear degradation during the programmed cell death of secretory cavity formation in Citrus grandis 'Tomentosa' Fruits” 的研究論文，首次報道了一個鋅離子依賴核酸酶參與柑橘屬植物果實分泌囊細胞程序性死亡（PCD）過程中細胞核降解。吳鴻教授和白玫副研究員為通訊作者，梁敏堅博士為第一作者。

　　分泌囊是蕓香科柑橘屬植物中普遍存在的結構特征，其起源方式是植物分類學的重要形態(tài)學指標，然而其起源和形成方式長期存在爭議。吳鴻課題組近十年來，利用生物化學、免疫細胞化學和分子生物學技術和方法，先后證明柑橘屬分泌囊以裂溶生方式發(fā)生（Liang et al., 2009, Trees），細胞程序性死亡參與柑橘屬分泌囊發(fā)育過程中分泌細胞降解（Chen and Wu, 2010, Chinese Sci. Bull.），鈣依賴核酸酶和Caspase-3-like蛋白酶參與分泌囊細胞PCD中細胞核降解過程（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.），果膠酶和纖維素酶參與分泌囊PCD中細胞壁降解（Tong PP et al., 2020, Plant Science）。

 

　　在細胞PCD的過程中，細胞核的降解是不同核酸酶共同協(xié)同作用的結果。課題組在前期揭示鈣依賴核酸酶作用機制的基礎上，進一步報道了柑橘屬藥用植物化橘紅中一個鋅離子依賴的核酸酶CgENDO1，其在酸性和中性pH下，可依賴Zn2+降解線性雙鏈DNA，CgENDO1可能依賴Zn2+參與柑橘屬果實分泌囊細胞PCD中的核降解過程（圖1）。研究對深入探討鈣離子依賴的核酸酶和鋅離子依賴核酸酶在植物細胞PCD中的協(xié)同作用提供了全新的細胞和分子調(diào)控資料。

　　圖1 Zn2+和CgENDO1參與化橘紅果實分泌囊細胞PCD過程的模式圖

 

　　本研究得到國家自然科學基金、嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)實驗室項目、廣東省重點研發(fā)項目、廣東省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新促進項目的支持。