體細胞胚胎發生是一種大規模無性繁殖技術，廣泛應用于具有重要經濟和生態價值的樹種。然而，低萌發率嚴重制約了體細胞胚胎發生技術在產業應用中的效率。課題組前期研究發現部分干化處理（PDT）是云杉體細胞胚成功萌發的先決條件。但PDT本質屬于一種脅迫，會導致體胚缺水。脂質對水分含量變化敏感。一方面，結構脂質（例如甘油脂和甘油磷脂）是細胞膜中的主要成分。另一方面，信號脂質在脅迫條件下介導了對刺激的各種生理反應。然而脂質是否是響應干化促進萌發的關鍵物質，其中的機制尚未被解析。因此，探究干化前后體胚的脂質代謝物差異，有利于解釋脂質代謝在體胚應對環境變化和影響萌發中的作用。

林業所、林木遺傳育種國家重點實驗室珍貴樹種遺傳改良課題組以粗枝云杉高度同步化胚性細胞系1931體胚為材料，以早期構建的體細胞胚胎發生技術及PDT誘導體胚萌發技術為基礎開展了PDT前后體胚的脂質組學、轉錄組學和蛋白質組學聯合分析。研究發現質譜測定的82個脂質分子中，磷脂酸（PA）在PDT后的云杉體胚中顯著增加，是響應PDT最關鍵的脂質。甘油脂和甘油磷脂代謝途徑中的多個轉錄本存在顯著差異表達，包括促進磷脂酰膽堿（PC）轉化為PA的五個PLDα1轉錄本。PDT后體胚的PLD酶活性顯著增強且PLDα1（MA_10436582G0020）的蛋白質水平顯著提高。研究還發現參與赤霉素、脫落酸和乙烯信號轉導的基因GDI1、DELLA、ABI1s、SNRK2、CTR和ERF在PDT前后體胚之間顯著差異表達，而PA是影響這三種激素信號轉導的關鍵因子。PA響應PDT影響激素信號可能是PDT促進體胚萌發的原因之一。本研究從膜脂質重塑的角度對PDT促進體胚萌發的分子機制提供了新的見解。

相關研究成果近日發表于International Journal of Molecular Sciences，林業所博士研究生凌娟娟和西南大學夏燕博士共同為該論文的第一作者，林業所王軍輝研究員和林木遺傳育種國家重點實驗室朱天擎助理研究員共為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金委員會青年科學基金資助。（凌娟娟/林業所）

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