2023年8月8日，中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心徐麟研究組于《Cell Reports》雜志上在線發(fā)表了題為“WOX-ARF modules initiate different types of roots”的文章，解析了擬南芥起始不同類型根時(shí)使用的同源分子模塊。

種子植物擬南芥生長(zhǎng)素信號(hào)通路中的Class-AARF（A-ARF）轉(zhuǎn)錄因子在不同類型根起始中有著特異的功能。擬南芥基因組編碼了3組A-ARF：ARF5、ARF7/19、ARF6/8。雖然這些A-ARF基因的表達(dá)特異性不高，但它們的發(fā)育功能具有特異性，其中ARF5控制胚胎發(fā)育時(shí)的主根起始過(guò)程，ARF7/19控制側(cè)根起始。通過(guò)對(duì)擬南芥離體葉片再生不定根體系的研究發(fā)現(xiàn)，ARF6/8參與不定根的起始過(guò)程。擬南芥調(diào)控干細(xì)胞命運(yùn)的Intermediate-clade WOX（IC-WOX）轉(zhuǎn)錄因子在不同類型根起始中也發(fā)揮著特異的功能。在離體葉片再生不定根過(guò)程中，WOX11特異表達(dá)在不定根的創(chuàng)始細(xì)胞中，控制其向根原基的起始過(guò)程。擬南芥的WOX9表達(dá)在胚胎中的主根創(chuàng)始細(xì)胞（也稱為垂體細(xì)胞）中，控制著主根創(chuàng)始細(xì)胞的特化和其起始主根的過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)，WOX11可以與ARF6/8形成蛋白復(fù)合體，而WOX9可以與ARF5形成復(fù)合體。在離體葉片再生不定根過(guò)程中，WOX11-ARF6/8復(fù)合體可以在不定根創(chuàng)始細(xì)胞中激活RGI2、LBD16等基因的表達(dá)，從而推動(dòng)不定根創(chuàng)始細(xì)胞起始為根原基。在側(cè)根起始過(guò)程中，ARF7/19可以在沒(méi)有IC-WOX蛋白的協(xié)助下完成對(duì)RGI2、LBD16等基因的激活，從而推動(dòng)側(cè)根創(chuàng)始細(xì)胞起始為根原基。在主根起始過(guò)程中，WOX9-ARF5復(fù)合體可以激活RGI2等基因的表達(dá)，推動(dòng)主根的起始。通過(guò)上述研究，作者認(rèn)為WOX-ARF形成復(fù)合體說(shuō)明生長(zhǎng)素信號(hào)通路和干細(xì)胞調(diào)控通路需要緊密配合來(lái)起始根原基，且WOX-ARF的分工組合可以起始不同類型的根：WOX11-ARF6/8參與不定根創(chuàng)始細(xì)胞起始根原基過(guò)程；ARF7/19參與側(cè)根創(chuàng)始細(xì)胞起始根原基過(guò)程；WOX9-ARF5參與主根創(chuàng)始細(xì)胞起始主根的過(guò)程。作者推測(cè)，種子植物這些不同類型的根可能在進(jìn)化上起源于其祖先的一種原始根，這種原始根可能利用了古老而單一的IC-WOX和A-ARF的組合進(jìn)行起始發(fā)育。