近日，高等研究院院长、生命科学学院朱玉贤院士课题组在植物干细胞因子功能进化研究方面取得突破性进展，该成果以“Two-Step Functional Innovation of the Stem-Cell Factors WUS/WOX5during Plant Evolutio” 为题以Article发表在国际分子进化领域顶级期刊Molecular Biology andEvolution（IF=13.649）上。

开花植物的的地上部分和地下部分分别是由茎端和根端两个顶端分生组织发育分化而来。组织中心（OC）和静止中心（QC）对于茎端和根端分生组织的干细胞群发挥重要作用。干细胞因子WUS和WOX5基因，分别表达在OC和QC的，对开花植物茎/根干细胞的维持起了至关重要的作用。然而，在开花植物中这些干细胞决定因子的功能是如何进化得到的并不清楚。该课题组通过跨物种的遗传互补及分析发现干细胞因子WUS /WOX5蛋白在藻类到被子植物进化历程中发生了两步功能革新。第一步是藻类到蕨类进化过程中发生了基因融合事件，使得这个干细胞因子获得了维持顶端干细胞的生物学活性；第二步在蕨类植物到裸子植物的进化过程中，在保留了上一步生物学活性功能的基础上，进一步获得了跨细胞的移动性。随后受正选择的压力下，该干细胞因子在裸子植物/被子植物分化前复制产生两个拷贝（WUS和WOX5），然后这两个拷贝在裸子植物到被子植物进化过程中经历了纯化选择，功能趋于保守。

该研究成果深入的揭示了在整个植物进化的历程中，植物干细胞决定因子的功能起源和获得过程，是朱玉贤课题组继2008年和2015年发现ROW1通过抑制干细胞决定因子WUS和WOX5调控茎端和根端分生组织发育（Han et al. 2008, Plant Cell；Zhang et al. 2015, Naturecommunications)之后在植物干细胞研究方面的又一重大突破。

朱玉贤教授和赵华斌教授为论文共同通讯作者，朱玉贤课题组已毕业博士生张余周为论文第一作者，赵华斌课题组博士生焦恒武参与了相关的进化分析。该项研究工作得到国家自然科学基金委和武汉大学高等研究院基金资助。