近日，生命科學學院楊仲南團隊樓悅老師在The Plant Cell雜志在線發表題為Ascorbic acid-mediated ROS homeostasis modulates the switch from tapetal cell division to cell differentiation in Arabidopsis的研究論文，揭示了抗壞血酸代謝途徑通過調節ROS積累水平調控絨氈層細胞特化的分子機制。

絨氈層（Tapetum）在開花植物中普遍存在，其主要功能是合成、儲存、極性運輸小孢子/花粉所需的營養與原料物質。然而，實現這些功能的前提條件是絨氈層進行細胞特化，從而形成具有分泌性功能的細胞。課題組前期發現擬南芥MYB家族轉錄因子TDF1對于絨氈層細胞特化起到重要的調控作用（Zhu et al., 2007, Plant Journal; Lou et al., 2018, New Phytologist）。該突變體中絨氈層細胞數目顯著增多，由此阻礙絨氈層進入細胞特化，最終導致花粉完全敗育。但是，其分子機制并不清楚。

在此基礎上，該研究發現TDF1是抗壞血酸（維生素C）積累的負調控因子：TDF1直接激活SKS18基因的表達；該蛋白具有抗壞血酸氧化酶活性，促進抗壞血酸的氧化。另一方面，TDF1抑制VTC1蛋白的積累；該蛋白是抗壞血酸合成途徑中的限速酶，抑制抗壞血酸的合成。遺傳分析表明，抗壞血酸的過量積累能夠誘使絨氈層持續異常的細胞分裂。進一步研究發現，絨氈層細胞中ROS含量與抗壞血酸水平呈負相關性；ROS積累不足亦會導致絨氈層細胞分裂增多。由此，揭示TDF1通過調控抗壞血酸代謝途徑調節ROS內穩態，從而促使絨氈層由細胞分裂轉向細胞特化的分子作用機制（圖1）。

綜上所述，該研究揭示了抗壞血酸作為一個新的內源發育因子在植物生殖發育過程中的重要作用；為解析植物細胞分裂與細胞分化的協同調控機理提供新的理論依據。

生命科學學院楊仲南教授團隊2019級碩士研究生吳思源和2018級碩士研究生侯伶俐為本文第一作者，樓悅老師為本文的通訊作者。上海師范大學生命科學學院為第一單位和通訊作者單位。該研究成果獲得國家自然科學基金、上海市科委啟明星等項目資助。

論文鏈接網址：https://doi.org/10.1093/plcell/koad037

（供稿、圖片：生命科學學院）