我校伟徳国际官网登录入口田大成/楊四海團隊在植物體細胞的研究中取得重要進展，其研究成果《The architecture of intra-organism mutation rate variation in plants》（植物器官内體細胞突變率的詳細探讨）在國際重要綜合性期刊《Plos Biology》在線發表。我校田大成、楊四海教授及Bath大學的Laurence教授是該論文的通訊作者，王龍副教授及博士生季逸倫和碩士生胡穎文是該論文的共同第一作者。
體細胞突變在生物體中具有普遍性，其的産生和積累伴随生物體生長發育的各個階段，且一直被認為是造成生物體衰老以及腫瘤産生的重要原因。因此，對體細胞突變發生發展規律的研究無論是在動物還是植物中都具有非常重要的意義；其次，植物與動物不同，一般認為植物生殖細胞與體細胞早期不分化，那麼植物在其生長過程中産生的體細胞突變極有可能大量的被傳遞到下一代，這與生物保持基因組穩定的需求相違背。第三，植物具有諸多不同的組織（或器官），這些組織細胞在有絲分裂過程中，是否具有相似的突變率？最後，由于植物具有多分支結構，不同分支可以積累不同的體細胞突變，那麼這些突變是否與其适應相關？受到早期技術和條件的限制，以上科學問題一直缺乏系統的探讨。
研究團隊通過對多種不同植物，包括多年生木本栽培桃（Prunus persica ）、光核桃（Prunus mira ）、梅樹（Prunus mume ）、簸箕柳（Salix suchowensis ）、多年生草本森林草莓（Fragaria vesca ）、一年生草本拟南芥（Arabidopsis thaliana ）、水稻（Oryza sativa ）和二穗短柄草（Brachypodium distachyon ）等8個物種進行了系統的分析，精确鑒定了包含葉片、花瓣、根系、匍匐莖等不同組織當中的體細胞突變情況。研究結果顯示，位于西藏的古桃樹盡管已存活近六百年，平均每年的體細胞突變率卻遠低于2年的小桃樹，表明植物體細胞突變的積累并不随其年齡的增長而快速增加；植物體細胞突變的産生與保留存在顯著的分層現象，例如草莓匍匐莖稈中檢測到的突變幾乎不傳遞到匍匐莖上長出的植株，該現象說明植物分生組織幹細胞存在潛在的分層靜置現象，并通過幹細胞的分層來調控植物體細胞突變的積累，同時也說明，植物同樣存在類似于動物胚胎發育早期生殖系細胞隔離的現象；多年生植物的體細胞突變傳遞到下一代的比例（50%左右）遠高于一年生植物（10%左右），因此體細胞突變對于多年生植物的遺傳多樣性可能具有更大的貢獻；同一植株的不同組織存在不同的突變率，這種差異性調控可能是植物減少适應性代價一種方式，是對高成本修複調控（生殖需求）和個體生長發育需求的平衡，也是植物自身适應性演化的重要策略。
文章發表後，得到包括ScienceDaily、EurekAlert在内的多家學術媒體的積極報道。相關研究結果為明确植物體細胞突變規律奠定了堅實的基礎，為探索體細胞突變在生物體内的一般規律、揭示造成癌症和衰老的内在原因提供了更多的線索，也為林木業生産上進行多年生植物無性擴繁、植株改良以及防止植株退化提供了理論的指導。
圖1 420年古桃樹（西藏光核桃）的體細胞突變情況與繼承模式
該研究得到國家自然科學基金項目（No. 91731308, No. 31601041, 和No. 31671322 ）、江蘇協同創新中心的支持。該研究的順利實施，也得到伟徳国际官网登录入口仙林校區作物分子遺傳實驗站的支持
論文鍊接：https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3000191