中文摘要：

植物苗端干细胞的形成与分化是植物发育过程中的一个重大事件，目前研究表明，IAA/CTK调控拟南芥苗端干细胞的形成。但IAA/CTK如何通过信号转导促进山核桃体胚的形成以及如何调控干细胞决定相关基因（WUS、CLV3） 的表达？本课题在近年研究并建立山核桃体胚发生体系的基础上，采用IAA/CTK对山核桃体胚进行诱导，研究IAA/CTK对山核桃体胚苗端干细胞调控的机制，包括①IAA/CTK与体胚发生的相关性研究；②分析IAA/CTK对体胚苗端分生组织特征的影响；③不同浓度IAA/CTK下体胚苗端发育不同时期干细胞决定相关基因（WUS、CLV3）的表达丰度的差异；④分析IAA/CTK对体胚苗端发育干细胞决定相关基因（WUS、CLV3）时空表达的调控。阐明IAA/CTK对山核桃体胚苗端干细胞调控的机制，为山核桃体胚发生及植株再生的精准调控提供技术支持，也为揭示木本植物干细胞机制提供理论依据。

结论摘要：

本项目按计划如期完成了相关研究内容，项目研究团队申请了国家发明专利1项；发表研究论文4篇，其中SCI收录论文3篇，国内核心期刊论文1篇；参加国际国内会议4人次，发表会议论文详细摘要2篇；培养研究生4人，其中1人已于2014年7月毕业；研究团队1人2013年获国家留学基金委全额资助赴美国加州大学戴维斯分校访问交流并进行了相关合作研究；获得包括梁希林业科学技术奖在内的各类奖项3项。 本课题在已建立山核桃体胚诱导与发生体系的基础上，研究了山核桃幼胚发育阶段与体胚干细胞发生的相关性，包括山核桃幼胚发育阶段对细胞脱分化能力的影响、山核桃幼胚发育阶段与的不同时间幼胚基因组总DNA甲基化水平的影响、山核桃幼胚子叶脱分化与再分化发育过程的显微及超微结构研究、IAA\CTK 合成抑制剂（NPA\ lovastatin）对山核桃幼胚培养物内源激素的影响、山核桃体胚苗端干细胞决定基因WUS的克隆与表达。研究表明山核桃幼胚发育阶段与体细胞胚干细胞形成有密切的关系，自然授粉后9～12周幼胚胚性感受态最为敏感，其中自然授粉后8～10周幼胚诱导后容易产生愈伤组织，而11～12周幼胚诱导后易从幼胚子叶表面产生次生胚。同时发现，自然授粉后9～12周甲基化水平和类型变化明显，该阶段去甲基化呈主导趋势，说明该阶段DNA去甲基化诱导了基因的活化与表达。山核桃体细胞胚的发生有2种类型，一类体胚直接从幼胚子叶表面发生，为直接发生型；另一类幼胚经诱导先产生愈伤组织，体胚从愈伤组织中产生，为间接发生型。IAA\CTK 合成抑制剂对山核桃幼胚培养物内源激素有明显影响。随着NPA浓度升高，IAA浓度呈降低趋势，在同一浓度的不同培养时间内，随着培养时间增加，IAA含量先上升后下降；随着Lovastatin浓度升高，同一培养时间的各处理内源IAA与对照无显著差异，在同一浓度的不同培养时间内，呈现先下降后上升的变化趋势。WUS基因的编码产物是维持胚性细胞的内源性信号分子，在非胚性组织中不表达，在胚性细胞和胚胎形成的阶段，尤其是早期阶段表达强烈，是维持植物苗端持续生长的必须因子。初步阐明了IAA/CTK对山核桃体胚苗端干细胞调控的机理，为山核桃体胚发生及植株再生的调控提供了技术支持。