定向细胞分裂（Oriented cell division）的精确调控对植物器官发生非常重要。最近二十年来，研究人员对植物组织中的细胞定向分裂调控进行了大量研究，其中一个重要的研究模型是根系基本组织的结构形成。在植物根中，基本组织包括两类细胞：皮层和内皮层。这两种细胞都源自于根尖干细胞区域的皮层/内皮层起始细胞（cortex/endodermis initial cell, CEI）。此干细胞首先进行一次垂周分裂（anticlinal division）产生皮层/内皮层起始子细胞（cortex/endodermis initial daughters, CEID），随后该子细胞再进行一次平周分裂（periclinal division）产生皮层细胞和内皮层细胞。在拟南芥中的研究发现，调控基本组织细胞定向分裂受一个重要因子SHORT-ROOT（SHR）的调控。尽管过去大量的研究，已经报道了多种下游转录因子以及相互作用的植物激素通路，但影响SHR介导的平周分裂的细胞学调控机制仍不清楚。
近日，十大靠谱网投平台吴双教授课题组在New Phytologist杂志在线发表了一篇题为Hydrogen peroxide homeostasis provides beneficial micro‐environment for SHR‐mediated periclinal division in Arabidopsis root 的研究论文，揭示了根细胞的平周分裂需要一个合适的氧化还原微环境，而SHR可直接调控拟南芥根中活性氧（ROS）的内稳态，从而促进平周分裂的发生。
该研究利用一个诱导表达系统，诱导SHR在根的不同细胞层异位表达。结果发现，不但这些细胞层的平周分裂显著增强，其活性氧（ROS）水平，尤其是过氧化氢（H2O2）水平显著上升。进一步研究发现，在ROS 产物中，过氧化氢（H2O2）而不是超氧离子（O2‐）在SHR 介导的平周分裂中起关键作用。SHR通过激活呼吸爆发氧化酶同系物（respiratory burst oxidase homologues, RBOHs）显著提高拟南芥根系ROS水平。
该研究进一步发现，水杨酸（SA）可以通过抑制CAT2的表达来促进根尖分生细胞H2O2水平的升高，从而显著增强根内皮层细胞的平周分裂。除了RBOHs 外，SHR 还会激活SA信号通路，从而共同维持平周分裂所需的高H2O2水平。
该研究由十大靠谱网投平台、海峡联合研究院园艺中心的吴双教授课题组完成。吴双课题组博士研究生李朋雪，副教授蔡强以及硕士研究生王红为该论文的共同第一作者，吴双教授为通讯作者。本项工作得到了国家重点研发项目，国家自然科学基金委项目和福建省重点项目经费资助。
本文转载自BioArt植物